專利名稱：視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機電類，特別涉及一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，埋弧自動焊接被廣泛應用于船舶、鍋爐、壓力容器、螺焊管等的生產(chǎn)中，在埋弧自動焊生產(chǎn)過程中，焊絲及電弧被埋在焊劑下面不可見，焊絲端部要求對準焊縫，而焊絲是否對準焊縫是決定焊接質(zhì)量的重要因素，多年來企業(yè)一直采用光點導向或看焊縫背面高溫金屬的紅色痕跡進行手動調(diào)節(jié)來保證不焊偏，調(diào)節(jié)精度低，響應速度慢，工人易疲勞，產(chǎn)品返修率高，生產(chǎn)效率低、成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低；也曾經(jīng)出現(xiàn)過一些機械接觸式埋弧焊焊縫自動跟蹤方式，但由于焊縫有固焊點、焊縫間隙不均、焊瘤、背面焊穿、機械磨損等原因使得此類跟蹤方式不能適應生產(chǎn)的需要，激烈的市場競爭下高效率、高質(zhì)量、低成本的生產(chǎn)才最具生命力，埋弧焊自動焊焊接生產(chǎn)迫切需要一種先進的非接觸式視覺傳感器焊縫自動跟蹤裝置。
實用新型內(nèi)容依據(jù)本實用新型的目的，針對實際埋弧焊接生產(chǎn)對焊縫自動跟蹤裝置的迫切需求，提供一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置，本裝置采用通用的視頻攝像頭作傳感器，它是面陣CCD、鏡頭、驅(qū)動電路一體化的成型產(chǎn)品，輸出也是標準的PAL制式視頻信號，使用起來極為方便，它的鏡頭可更換、焦距光圈均可調(diào)，具有價格低廉、工作穩(wěn)定可靠、靈敏度高、信息量大，易購買等特點，同時可用于監(jiān)視；在視頻信號處理中，采用模擬、數(shù)字電路將視頻信號進行放大、整形、濾波、二值化等處理，去除行同步信息并獲得含有場同步，焊縫特征的脈沖電壓信號，二值化處理采用完全能反應鋼板表面狀態(tài)及光強度變化的動態(tài)平均值作為基準，從而實現(xiàn)各種鋼板表面狀態(tài)下，能夠得到明顯的焊縫信息，提高了系統(tǒng)工作的靈敏度、可靠性；用MCS-51系列單片機作為中央處理器(CPU)進行數(shù)據(jù)分析及處理，數(shù)據(jù)處理速度快、精度高，在軟件方面采用了軟件濾波及焊瘤、內(nèi)焊焊穿等干擾識別，抗干擾能力強、可靠性高。
本實用新型的優(yōu)點在于采用視覺傳感無接觸、無磨損，跟蹤精度高(±0.2mm)，能做到各種鋼板表面狀態(tài)下的焊縫準確識別，響應速度快，安裝、操作簡單，易維護，工作穩(wěn)定可靠，價格低廉。可應用于各種埋弧自動/半自動焊。


圖1為本實用新型方框示意圖；圖2為本實用新型視頻信號處理電原理圖；圖3為本實用新型CPU數(shù)據(jù)分析及處理、顯示電路電原理圖；圖4為本實用新型直流電機驅(qū)動電原理圖。
具體實施方式
如附圖1所示，本實用新型主要是由光源、傳感器及焊槍組件1、視頻信號處理電路2、CPU數(shù)據(jù)分析及處理、顯示電路3、直流電機驅(qū)動電路4、焊槍糾偏直流電機5、視頻監(jiān)視器6、開關(guān)設(shè)定7、110V直流電源8所構(gòu)成。
在開關(guān)設(shè)定7為自動時，裝置工作于自動糾偏狀態(tài)，光源、傳感器及焊槍組件1中視頻攝像頭實時對焊縫進行影像攝取，并將焊縫的圖象信息以標準PAL制式視頻信號輸出，如果焊縫相對于視頻攝像頭場中心線發(fā)生偏移，那么在輸出的視頻信號中，焊縫的信息也一定發(fā)生變化；視頻信號一路送視頻監(jiān)視器6，另一路送視頻信號處理電路2，在該電路中，進行視頻信號放大、濾波、限幅、二值化等處理，將焊縫信息及同步信息提取出來，將這些信息送入CPU數(shù)據(jù)分析及處理、顯示電路3，在單片機中通過軟件完成焊瘤、焊穿、干擾等非合理數(shù)據(jù)分析及處理，合理數(shù)據(jù)的平均值濾波、偏差計算等處理，在顯示電路進行偏差大小及糾偏方向顯示，同時將糾偏動作信號送入到直流電機驅(qū)動電路4，直流電機驅(qū)動電路具有防止手動時的同時按下“左調(diào)”“右調(diào)”誤操作和自動時的左調(diào)右調(diào)同時有效的保護功能，在控制方式為自動糾偏時，糾偏信息通過糾偏電路處理后驅(qū)動焊槍糾偏直流電機5進行實時糾偏，視頻攝像頭與焊槍同時運動，確保焊絲及視頻攝像頭場中心線始終對準焊縫；本裝置中采用的糾偏電機為直流電機，其工作電源為110V直流電源8。
在開關(guān)設(shè)定7為手動時，裝置工作于手動糾偏狀態(tài)，如附圖4所示，將“自動/手動”選擇開關(guān)置于手動位置，撥動手動調(diào)節(jié)開關(guān)，通過直流電機驅(qū)動電路5驅(qū)動焊槍糾偏直流電機進行手動糾偏調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置，其特征在于采用通用的黑白視頻攝像頭作傳感器，并對其進行改造即從其內(nèi)部提取場同步信號，并將焊縫圖像信息以標準的PAL制式視頻信號輸出，其中視頻信號一路送視頻監(jiān)視器(6)，另一路送視頻信號處理電路(2)，在該電路中進行視頻信號放大、濾波、限幅、二值化處理，將焊縫信息及同步信息提取出來，再將這些信息送入CPU數(shù)據(jù)分析及處理、顯示電路(3)，在顯示電路(3)進行偏差大小及糾偏方向顯示，同時將糾偏動作信號送入到驅(qū)動電路(4)，糾偏信息通過糾偏電路處理后，驅(qū)動焊槍糾偏直流電機(5)進行實時糾偏，視頻攝像頭與焊槍同時運動，確保焊絲及視頻攝像頭場中心線始終對準焊縫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置，其特征在于所述的糾偏電機為直流電機，其工作電源為110V直流電源(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置，其特征在于所述的開關(guān)設(shè)定(7)為手動開關(guān)。
專利摘要本實用新型是一種視頻攝像傳感器埋弧焊焊縫自動跟蹤裝置，屬于機電類；主要是采用通用的視頻攝像頭作傳感器，它是面陣CCD、鏡頭、驅(qū)動電路一體化的成型產(chǎn)品，輸出也是標準的PAL制視頻信號，使用起來極為方便，它的鏡頭可更換、焦距、光圈均可調(diào)，具有價格低廉、工作穩(wěn)定可靠、靈敏度高、信息量大和易購買等優(yōu)點；采用模擬、數(shù)字電路將視頻信號進行放大、整形、濾波、二值化等處理，能夠?qū)崿F(xiàn)各種鋼板表面狀態(tài)下的焊縫識別；用單片機進行數(shù)據(jù)分析及處理，數(shù)據(jù)處理速度快、清度高，在軟件方而采用了軟件濾波及焊瘤、內(nèi)焊焊穿等干擾識別，抗干擾能力強、可靠性高。
文檔編號B23K9/18GK2765703SQ20042001265
公開日2006年3月22日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者李云峰, 宮文彪 申請人:長春工業(yè)大學