一种嵌入式焊接系统图像通信装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种嵌入式焊接系统图像通信装置。所述装置包括CPU核心电路板、焊接通信板、扩展隔离IO板和触摸屏模块；CPU核心电路板连接焊接通信板；焊接通信板包括RS485驱动电路、RS232驱动电路和隔离IO接口，焊接通信板通过扩展隔离IO接口连接扩展隔离IO板；RS485驱动电路外接焊接图像处理上位机，实时获取焊接图像处理上位机得到的熔池特征信息；RS232驱动电路连接触摸屏模块，将获取的熔池特征信息发送至触摸屏模块，由触摸屏模块显示熔池的特征信息。本实用新型专利技术实现了焊接过程图像检测和焊接控制器的分离，降低了对控制器的性能要求和成本，可通过该装置实时显示熔池特征信息。征信息。征信息。

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式焊接系统图像通信装置


[0001]本技术涉及智能焊接
，具体涉及一种基于嵌入式焊接系统图像通信装置。

技术介绍

[0002]在智能焊接
，对焊缝以及熔池的图像识别和特征提取过程中需要对相机采集的图像进行处理，其实时性和性能要求较高，往往需要在专用的视觉PC机进行处理，但是传统PC机作为视觉处理上位机时，其外接IO和通讯接口数量少，难以满足在焊接应用场合中多从机控制需求。一般智能焊接应用中需要和焊接电源、焊接机器人、触摸屏等从机设备协同控制。视觉PC机不适用于工业环境，在焊接过程中容易受到电磁干扰，可靠性不足，且单一视觉PC机作为主控端时，各模块的程序耦合度高，更换模块时需要重写视觉PC机的控制程序，给企业和操作人员带来不便，需要花费大量时间和精力去重新开发。在智能焊接应用中，针对焊接过程中出现的剧烈电磁干扰，在与各从机通讯过程中的线缆较为容易受到干扰，会出现从机通讯错误，导致焊接过程中无法正常控制而焊接失败，成为了影响正常焊接的重要因素。
[0003]现有技术中采用工业计算机作为焊接视觉处理的终端，工业计算机处理后的图像结果仍需要操作人员输入到机器人的控制系统中(视觉系统在焊接生产中的应用研究[J].工业控制计算机,2019,32(12):76
‑
77)，其过程不能实现完全自动化，仍需要操作人员进行操作，没有建立起图像处理信息与控制器的通信链路，难以满足现代智能焊接要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述存在的问题，本技术提供一种基于嵌入式焊接系统图像通信装置，结合了视觉PC机的高性能处理焊接图像能力，其抗干扰能力强、体积小、成本低，且拓展接口丰富，满足智能焊接场合中需要与多台从机协同控制的要求。采用基于RS485和RS232的通讯接口和Modbus RTU协议有效提高了该装置的抗扰能力，提高了焊接过程的可靠性，同时实现了焊接过程图像检测和焊接控制器的分离，降低了对控制器的性能要求和开发成本，可通过该装置实时显示熔池特征信息，对焊接过程进行控制。
[0005]本技术的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0006]一种嵌入式焊接系统图像通信装置，包括CPU核心电路板、焊接通信板、扩展隔离IO板和触摸屏模块；
[0007]CPU核心电路板连接焊接通信板；
[0008]焊接通信板包括RS485驱动电路和RS232驱动电路，RS485驱动电路和RS232驱动电路都包括有扩展隔离IO接口电路，焊接通信板通过扩展隔离IO接口电路连接扩展隔离IO板；
[0009]RS485驱动电路外接焊接图像处理上位机，实时获取焊接图像处理上位机得到的熔池特征信息；
[0010]RS232驱动电路连接触摸屏模块，将获取的熔池特征信息发送至触摸屏模块，由触摸屏模块显示熔池的特征信息。
[0011]进一步地，CPU核心电路板采用STM32单片机作为主控单元；CPU核心电路板上设有电源电路、EMMC存储电路和1000M网络电路；
[0012]电源电路分别连接主控单元、EMMC存储电路和1000M网络电路进行供电；
[0013]EMMC存储电路连接主控单元，用于存储操作系统以及文件系统；
[0014]主控单元连接1000M网络电路；
[0015]主控单元、电源电路、EMMC存储电路和1000M网络电路连接至BTB板对板连接器，通过BTB板对板连接器连接焊接通信板。
[0016]进一步地，扩展隔离IO接口提供对应的电源接口，用于给扩展隔离IO板供电。
[0017]进一步地，RS485驱动电路基于Modbus RTU协议与焊接图像处理上位机进行通信，并且以嵌入式焊接系统图像通信装置作为主站，焊接图像处理上位机作为从机，以25Hz～60Hz的频率进行熔池特征信息的更新，实时获取焊接图像处理上位机得到的熔池特征信息，最后通过串口发送到CPU核心电路板。
[0018]进一步地，RS485驱动电路包括RS485驱动芯片，RS485驱动芯片为MAX3485EESA，RS485驱动芯片以串口方式通过BTB板对板连接器连接到CPU核心电路板。
[0019]进一步地，RS232驱动电路将从焊接图像处理上位机发送的熔池特征信息实时发送到触摸屏模块，由触摸屏模块显示熔池的特征信息，如熔池宽度、熔池长度、熔池面积、锁孔宽度、锁孔长度和锁孔面积；
[0020]同时RS232驱动电路接收来自触摸屏模块的输入，通过串口发送到CPU核心电路板。
[0021]进一步地，触摸屏模块中设置有控制焊接熔池图像识别启动以及停止的虚拟按钮。
[0022]进一步地，RS232驱动电路包括RS232驱动芯片，RS232驱动芯片为MAX3232ESE，RS232驱动芯片以串口方式通过BTB连接器连接到CPU核心电路板。
[0023]进一步地，扩展隔离IO板包括数字量输入电路和数字量输出电路；
[0024]数字量输入电路和数字量输出电路都通过多路光耦将信号隔离，数字量输入电路连接控制焊接熔池图像识别启动以及停止的实体按钮；数字量输出电路连接工作状态指示灯，显示工作状态；
[0025]扩展隔离IO板通过扩展IO接口电路连接到焊接通信板，由焊接通信板的BTB板对板连接器将信号隔离后的IO信号送入CPU核心电路板。
[0026]进一步地，CPU核心电路板中的电源电路采用双电源芯片降压的方式，基于LM2596S
‑
5和TLV62090RGT同时得到5V和3.3V的最大3A电流的直流电压输出，给嵌入式焊接系统的图像通信装置的CPU核心电路板、焊接通信板和扩展隔离IO板提供稳定直流电源。
[0027]相比于现有技术，本技术的优点在于：
[0028]本技术的一种嵌入式焊接系统图像通信装置，采用基于RS485和RS232的通讯接口和Modbus协议，方便与焊接控制器进行连接控制，提高了焊接图像通信的抗扰能力，提高焊接可靠性，同时实现了焊接过程图像检测和焊接控制器的分离，降低了对控制器的性能要求和开发成本，可通过本技术实时显示熔池特征信息。
附图说明
[0029]图1为本技术实施例中的嵌入式焊接系统图像通信装置的结构框图。
[0030]图2为本技术实施例中的RS485电路电路图。
[0031]图3为本技术实施例中的RS232电路电路图。
[0032]图4为本技术实施例中的数字量输出电路图。
[0033]图5为本技术实施例中的数字量输入电路图。
[0034]图6为本技术实施例中的电源电路电路图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体的实施对本技术的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式焊接系统图像通信装置，其特征在于，包括CPU核心电路板、焊接通信板、扩展隔离IO板和触摸屏模块；CPU核心电路板连接焊接通信板；焊接通信板包括RS485驱动电路、RS232驱动电路和隔离IO接口，焊接通信板通过扩展隔离IO接口连接扩展隔离IO板；RS485驱动电路外接焊接图像处理上位机，实时获取焊接图像处理上位机得到的熔池特征信息；RS232驱动电路连接触摸屏模块，将获取的熔池特征信息发送至触摸屏模块，由触摸屏模块显示熔池的特征信息。2.根据权利要求1所述的一种嵌入式焊接系统图像通信装置，其特征在于，CPU核心电路板采用STM32单片机作为主控单元；CPU核心电路板上设有电源电路、EMMC存储电路和1000M网络电路；电源电路分别连接主控单元、EMMC存储电路和1000M网络电路进行供电，还通过BTB板对板连接器对焊接通信板供电；EMMC存储电路连接主控单元，用于存储操作系统以及文件系统；主控单元连接1000M网络电路；主控单元、电源电路、EMMC存储电路和1000M网络电路连接至BTB板对板连接器，通过BTB板对板连接器连接焊接通信板。3.根据权利要求1所述的一种嵌入式焊接系统图像通信装置，其特征在于，扩展隔离IO接口提供对应的电源接口，用于给扩展隔离IO板供电。4.根据权利要求1所述的一种嵌入式焊接系统图像通信装置，其特征在于，RS485驱动电路基于Modbus RTU协议与焊接图像处理上位机进行通信，并且以嵌入式焊接系统图像通信装置作为主站，焊接图像处理上位机作为从机，以25Hz～60Hz的频率进行熔池特征信息的更新，实时获取焊接图像处理上位机得到的熔池特征信息，最后通过串口发送到CPU核心电路板。5.根据权利要求4所述的一种嵌入式焊接系统图像通信装置，其特征在于，RS485...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾敏，袁松，石永华，王卓然，胡子鑫，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：