一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统及方法，检测系统包括：光电池片被十字形的隔板分割成第一电池片、第二电池片、第三电池片、第四电池片，导杆的中部固定有钢球，钢球设置在球座内，球座固定在密封盒的底板上，导杆的上端固定有反射板，反射板与光电池片之间设有光源，光源通过十字形的支撑架与密封盒的内壁相连接，导杆的上部与密封盒内壁之间通过四组呈十字形布置的弹簧相连接，导杆的下端固定有滚轮，检测方法包括：信号采集装置采集第一电池片、第二电池片、第三电池片、第四电池片上的电压，控制系统对u2、u4进行比较，并输出控制信号，本发明专利技术具有准确性好、精度高、抗干扰能力强的优点。

A Photoelectric Contact Seam Tracking Detection System and Method for Automatic Welding

The invention discloses an automatic welding photoelectric contact seam tracking detection system and method. The detection system includes: the photovoltaic cell sheet is divided into the first battery sheet, the second battery sheet, the third battery sheet and the fourth battery sheet by a cross-shaped separator, a steel ball is fixed in the middle of the guide rod, a steel ball is arranged in the ball seat, the ball seat is fixed on the bottom plate of the sealed box, and the upper end of the guide rod is fixed with a reverse reaction. The light source is connected with the inner wall of the sealed box through a cross-shaped bracket, the upper part of the guide rod is connected with the inner wall of the sealed box through four sets of springs arranged in a cross shape, and the lower end of the guide rod is fixed with rollers. The detection methods include: the signal acquisition device collects the first battery, the second battery, the third battery and the fourth battery. The voltage on the battery plate is compared with U2 and U4 by the control system, and the control signal is output. The invention has the advantages of good accuracy, high precision and strong anti-interference ability.

【技术实现步骤摘要】
一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统及方法
本专利技术属于自动化焊接
，具体涉及一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统及方法。
技术介绍
现全球的工业机器人中，有百分之五十的工业机器人应用于不同焊接领域，焊接机器人有电焊与电弧焊两种基本的方式。焊接机器人主要从事的工作即是在焊接领域代替工人手动进行焊接的工业机器人。这一类的机器人中的一部分是专属机器人，即是为了适用在某种特定环境下工作的特殊机器人，大部分的焊接机器人是由传统工业机器人上安装焊接器组成。在焊接加工这一方面要求工人能对焊接任务有足够的熟练度，具有大量的实践经验，在另一方面，焊接工作又是一种劳动环境恶劣，烟尘多，辐射以及危险性高的工作，焊接机器人的专利技术让人们想到将它去代替工人手动焊接并减轻操作工人的劳动量，并且保证焊接任务质量，提高焊接效率。在机器人进行焊接时，往往需要进行焊缝的追踪和纠偏，避免发生偏焊，现有的技术大多采用CCD摄像机进行追踪，但是焊接时发生的强光、电场和磁场会对CCD摄像机的图像采集发生干扰，影响成像的准确性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统及方法。一种异型焊缝的自动跟踪系统，包括密封盒、光电池片、支撑架、发射板、光源、导杆，其特征在于：所述密封盒内腔的中上部固定有水平方向的光电池片，所述光电池片被十字形的隔板分割成第一电池片、第二电池片、第三电池片、第四电池片，所述导杆的中部固定有钢球，所述钢球设置在球座内，所述球座固定在密封盒的底板上，所述导杆的上端固定有反射板，所述反射板与光电池片之间设有光源，所述光源通过十字形的支撑架与密封盒的内壁相连接，所述导杆的上部与密封盒内壁之间通过四组呈十字形布置的弹簧相连接，所述导杆的下端固定有滚轮。优选地，所述密封盒和焊枪通过机械手连接在一起，所述焊枪和滚轮均处于待焊焊缝剖口上，滚轮与待焊焊缝剖口相配合。优选地，所述滚轮在不受力时，反射板和光电池片平行。优选地，所述第一电池片、第二电池片、第三电池片、第四电池片通过导线与信号采集装置相连接，所述信号采集装置与控制系统电连接，所述控制系统与执行机构相连接，所述执行机构用于调节机械手的位置。一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、滚轮置于待焊焊缝剖口中，机械手沿设定的焊接轨迹进行焊接，光源发生圆形光，光照在反射板上，反射的光照在光电池片上，光电池片形成光斑；S2、信号采集装置采集第一电池片、第二电池片、第三电池片、第四电池片上的电压u1、u2、u3、u4，控制系统对u2、u4进行比较；S3、当|u2-u4|≤Δu、|u2-k×u1|≤Δu时，控制系统不输出控制信号，机械手继续按设定的焊接轨迹移动，焊枪高度保持不变；S4、当|u2-u4|≤Δu、|u2-k×u1|＞Δu时，比较u2和k×u1的大小，若u2＞k×u1，控制系统向执行机构输出上移信号，机械手上移，直至|u2-k×u1|≤Δu；若u2＜k×u1，控制系统向执行机构输出下移信号，机械手下移，直至|u2-k×u1|≤Δu；S5、当|u2-u4|＞Δu时，比较u2和u4的大小，控制系统向执行机构输出左移或右移的信号，机械手左移或右移，直至|u2-u4|≤Δu，若|u2-k×u1|≤Δu，调整过程结束；若|u2-k×u1|＞Δu，按步骤S4进行调整。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术通过光电原理实现焊缝的追踪和纠偏，焊接时的强光、磁场和电场对追踪过程无影响，具有准确性好、精度高、抗干扰能力强的优点。附图说明图1为本专利技术一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统的结构示意图。图2为图1的俯视示意图。图3为本专利技术中支撑架和光源的连接示意图。图4为焊枪位置满足要求时，滚轮和剖口的位置示意图。图5为焊枪位置不能满足要求时，滚轮和剖口的位置示意图。图6为焊枪位置满足要求时，光斑投影在光电池片上的示意图。图7为自由状态下，光斑投影在光电池片上的示意图。图8为焊枪距离剖口位置太近时，光斑投影在光电池片上的示意图。图9为焊枪沿Y轴偏向时，光斑投影在光电池片上的示意图。图10为焊枪沿Y轴偏向，且焊枪距离剖口位置太近时，光斑投影在光电池片上的示意图。图11为本专利技术控制系统流程图。图中，1、焊枪，2、机械手，3、密封盒，4、光电池片，5、支撑架，6、反射板，7、光源，8、弹簧，9、球座，10、钢球，11、导杆，12、滚轮，13、信号采集装置，14、控制系统，15、执行机构，401、第一电池片，402、隔板，403、第二电池片，404、第三电池片，405、第四电池片。X为焊机机器人焊接方向，Y为左右发生偏移的方向，A为视图方向。具体实施方式参见图1至图11，一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，包括密封盒3、光电池片4、支撑架5、发射板6、光源7、导杆11，其特征在于：所述密封盒3内腔的中上部固定有水平方向的光电池片4，所述光电池片4被十字形的隔板402分割成第一电池片401、第二电池片403、第三电池片404、第四电池片405，所述导杆11的中部固定有钢球10，所述钢球10设置在球座9内，所述球座9固定在密封盒3的底板上，所述导杆11的上端固定有反射板6，所述反射板6与光电池片4之间设有光源7，所述光源7通过十字形的支撑架5与密封盒3的内壁相连接，所述导杆11的上部与密封盒3内壁之间通过四组呈十字形布置的弹簧8相连接，所述导杆11的下端固定有滚轮12。优选地，所述密封盒3和焊枪1通过机械手2连接在一起，所述焊枪1和滚轮12均处于待焊焊缝剖口上，滚轮12与待焊焊缝剖口相配合。优选地，所述滚轮12在不受力时，反射板6和光电池片4平行。优选地，所述第一电池片401、第二电池片403、第三电池片404、第四电池片405通过导线与信号采集装置13相连接，所述信号采集装置13与控制系统14电连接，所述控制系统14与执行机构15相连接，所述执行机构15用于调节机械手2的位置。一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、滚轮12置于待焊焊缝剖口中，机械手2沿设定的焊接轨迹进行焊接，光源7发生圆形光，光照在反射板6上，反射的光照在光电池片4上，光电池片4形成光斑；S2、信号采集装置13采集第一电池片401、第二电池片403、第三电池片404、第四电池片405上的电压u1、u2、u3、u4，控制系统14对u2、u4进行比较；S3、当|u2-u4|≤Δu、|u2-k×u1|≤Δu时，控制系统14不输出控制信号，机械手2继续按设定的焊接轨迹移动，焊枪1高度保持不变；S4、当|u2-u4|≤Δu、|u2-k×u1|＞Δu时，比较u2和k×u1的大小，若u2＞k×u1，控制系统14向执行机构15输出上移信号，机械手2上移，直至|u2-k×u1|≤Δu；若u2＜k×u1，控制系统14向执行机构15输出下移信号，机械手2下移，直至|u2-k×u1|≤Δu；S5、当|u2-u4|＞Δu时，比较u2和u4的大小，控制系统14向执行机构15输出左移或右移的信号，机械手2左移或右移，直至|u2-u4|≤Δu，若|u2-k×u1|≤Δu，调整过程结束；若|u2-k×u1|＞Δu，按步骤S4进行调整。本专利技术的工作原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，包括密封盒（3）、光电池片（4）、支撑架（5）、发射板（6）、光源（7）、导杆（11），其特征在于：所述密封盒（3）内腔的中上部固定有水平方向的光电池片（4），所述光电池片（4）被十字形的隔板（402）分割成第一电池片（401）、第二电池片（403）、第三电池片（404）、第四电池片（405），所述导杆（11）的中部固定有钢球（10），所述钢球（10）设置在球座（9）内，所述球座（9）固定在密封盒（3）的底板上，所述导杆（11）的上端固定有反射板（6），所述反射板（6）与光电池片（4）之间设有光源（7），所述光源（7）通过十字形的支撑架（5）与密封盒（3）的内壁相连接，所述导杆（11）的上部与密封盒（3）内壁之间通过四组呈十字形布置的弹簧（8）相连接，所述导杆（11）的下端固定有滚轮（12）。

【技术特征摘要】
1.一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，包括密封盒（3）、光电池片（4）、支撑架（5）、发射板（6）、光源（7）、导杆（11），其特征在于：所述密封盒（3）内腔的中上部固定有水平方向的光电池片（4），所述光电池片（4）被十字形的隔板（402）分割成第一电池片（401）、第二电池片（403）、第三电池片（404）、第四电池片（405），所述导杆（11）的中部固定有钢球（10），所述钢球（10）设置在球座（9）内，所述球座（9）固定在密封盒（3）的底板上，所述导杆（11）的上端固定有反射板（6），所述反射板（6）与光电池片（4）之间设有光源（7），所述光源（7）通过十字形的支撑架（5）与密封盒（3）的内壁相连接，所述导杆（11）的上部与密封盒（3）内壁之间通过四组呈十字形布置的弹簧（8）相连接，所述导杆（11）的下端固定有滚轮（12）。2.如权利要求1所述的一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，其特征在于：所述密封盒（3）和焊枪（1）通过机械手（2）连接在一起，所述焊枪（1）和滚轮（12）均处于待焊焊缝剖口上，滚轮（12）与待焊焊缝剖口相配合。3.如权利要求1所述的一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，其特征在于：所述滚轮（12）在不受力时，反射板（6）和光电池片（4）平行。4.如权利要求1所述的一种自动焊接光电接触式焊缝跟踪检测系统，其特征在于：所述第一电池片（401）、第二电池片（403）、第三电池片（404）、第四电池片（405）通过导线与信号采集装置（13）相连接，所述信...

【专利技术属性】
技术研发人员：张良成，
申请(专利权)人：芜湖常瑞汽车部件有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34