具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于焊接服務(wù)平臺設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺，包括焊接子系統(tǒng)、檢測跟蹤子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)，所述焊接子系統(tǒng)、所述通信子系統(tǒng)分別與所述檢測跟蹤子系統(tǒng)連接。本實用新型的有益效果是：該平臺利用相互垂直的三個直線滑臺共同控制焊槍，基于水下超聲波傳感器完成焊縫的自動跟蹤，實現(xiàn)了水下焊接平臺的精確高速控制，利用接口通信功能，實現(xiàn)了焊接平臺的遠(yuǎn)程控制。
【專利說明】
具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于焊接服務(wù)平臺設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋工程的不斷涌現(xiàn)，水下焊接技術(shù)獲得了蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在水下焊接及切割裝備、水下焊接機(jī)理、水下焊接傳感及檢測、水下焊接機(jī)器人及潛器的開發(fā)等多方面都取得了較為豐碩的成果，但由于水下焊接的特殊性和技術(shù)發(fā)展的階段性，目前很多成果還無法應(yīng)用于生產(chǎn)實際，特別是對于深水非結(jié)構(gòu)環(huán)境下的焊接作業(yè)所帶來的困難。研制多功能的水下焊接系統(tǒng)是現(xiàn)實的需要。針對深水環(huán)境潛水焊工無法介入的問題，如何設(shè)計一種能夠?qū)崿F(xiàn)焊接精確控制及監(jiān)控的焊接平臺是當(dāng)前水下焊接的一大難題。
實用新型內(nèi)容
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型提供一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺，該平臺利用相互垂直的三個直線滑臺共同控制焊槍，基于水下超聲波傳感器完成焊縫的自動跟蹤，實現(xiàn)了水下焊接平臺的精確高速控制，利用接口通信功能，實現(xiàn)了焊接平臺的遠(yuǎn)程控制。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺，包括焊接子系統(tǒng)、檢測跟蹤子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)，所述焊接子系統(tǒng)、所述通信子系統(tǒng)分別與所述檢測跟蹤子系統(tǒng)連接；
[0006]所述焊接子系統(tǒng)包括焊接電源、送絲機(jī)、焊槍、運動控制卡，所述焊接電源分別與所述焊槍、所述送絲機(jī)連接，所述送絲機(jī)位于所述焊槍附近，所述焊槍與焊槍傳動機(jī)構(gòu)控制，所述焊槍傳動機(jī)構(gòu)包括行走滑塊、十字滑塊，所述行走滑塊與所述十字滑塊之間通過滾珠絲桿連接，且所述十字滑塊設(shè)置在所述行走滑塊上，所述行走滑塊由三個相互垂直的直線滑臺組成，所述十字滑塊、所述行走滑塊分別與所述運動控制卡連接，所述送絲機(jī)與伺服控制器連接，所述伺服控制器與所述運動控制卡連接，所述運動控制卡與工控計算機(jī)之間進(jìn)行雙向信號傳遞；
[0007]所述檢測跟蹤子系統(tǒng)包括霍爾傳感器、超聲波傳感器、電路檢測器，所述電路檢測器一端與所述焊接電源連接，另一端與所述焊槍連接，所述電路檢測器與轉(zhuǎn)換裝置連接，所述轉(zhuǎn)換裝置分別與所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器連接，所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器同時與所述運動控制卡連接；
[0008]所述通訊子系統(tǒng)包括與所述工控計算機(jī)連接的通訊接口、定時器。
[0009]所述轉(zhuǎn)換裝置包括放大器、與放大器連接的有源帶通濾波器、與有源帶通濾波器連接的A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器與所述工控計算機(jī)之間雙向傳輸信號。
[0010]所述運動控制卡的型號為ADT8940A1。
[0011]所述霍爾傳感器與步進(jìn)電機(jī)連接，所述步進(jìn)電機(jī)的型號為43BYGH610AJP。
[0012]所述通訊子系統(tǒng)與通訊驅(qū)動裝置連接。
[0013]本實用新型的有益效果是:結(jié)合伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和運動控制卡，利用滾珠絲桿實現(xiàn)了水下濕法焊接平臺，控制精度和速度完全滿足焊縫跟蹤的要求；利用通訊接口，豐富了系統(tǒng)的控制方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)的控制功能，實現(xiàn)了基于水下焊縫自動的跟蹤。本實用新型以工控計算機(jī)為核心，通過運動控制卡實現(xiàn)行走直線滑塊和送絲機(jī)的協(xié)同動作，霍爾傳感器實時檢測焊接電流的大小，當(dāng)電流值不正常時立即停止工作；高頻水下超聲波傳感器進(jìn)行測距，可以得到焊縫所在位置和焊槍的實時偏差；同時實現(xiàn)了不同場合下的焊縫自動跟蹤和示教跟蹤。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中，1、焊接電源，2、送絲機(jī)，3、焊槍，4、運動控制卡，5、行走滑塊，6、十字滑塊，7、伺服控制器，8、工控計算機(jī)，9、霍爾傳感器，10、超聲波傳感器，11、電路檢測器，12、轉(zhuǎn)換裝置，13、通訊接口，14、定時器，15、放大器，16、有源帶通濾波器，17、A/D轉(zhuǎn)換器。

【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做出說明。
[0017]如圖1所示，本實用新型提供一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺，包括焊接子系統(tǒng)、檢測跟蹤子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)，所述焊接子系統(tǒng)、所述通信子系統(tǒng)分別與所述檢測跟蹤子系統(tǒng)連接；
[0018]所述焊接子系統(tǒng)包括焊接電源1、送絲機(jī)2、焊槍3、運動控制卡4，所述焊接電源1分別與所述焊槍3、所述送絲機(jī)2連接，所述送絲機(jī)2位于所述焊槍3附近(圖中未標(biāo)出)，所述焊槍3由焊槍3傳動機(jī)構(gòu)控制，所述焊槍3傳動機(jī)構(gòu)包括行走滑塊5、十字滑塊6，所述行走滑塊5與所述十字滑塊6之間通過滾珠絲桿連接，且所述十字滑塊6設(shè)置在所述行走滑塊5上，所述行走滑塊5由三個相互垂直的直線滑臺組成，所述十字滑塊6、所述行走滑塊5分別與所述運動控制卡4連接，所述送絲機(jī)2與伺服控制器7連接，伺服控制器7控制送絲機(jī)2的啟停，所述伺服控制器7與所述運動控制卡4連接，所述運動控制卡4與工控計算機(jī)8之間進(jìn)行雙向信號傳遞；
[0019]所述檢測跟蹤子系統(tǒng)包括霍爾傳感器9、超聲波傳感器10、電路檢測器11，所述電路檢測器11 一端與所述焊接電源1連接，另一端與所述焊槍3連接，所述電路檢測器11與轉(zhuǎn)換裝置12連接，所述轉(zhuǎn)換裝置12分別與所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器9連接，所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器9同時與所述運動控制卡4連接；
[0020]所述通訊子系統(tǒng)包括與所述工控計算機(jī)8連接的通訊接口 13、定時器14。
[0021]所述通訊子系統(tǒng)與通訊驅(qū)動裝置連接。
[0022]所述轉(zhuǎn)換裝置12包括放大器15、與放大器15連接的有源帶通濾波器16、與有源帶通濾波器16連接的A/D轉(zhuǎn)換器17，所述A/D轉(zhuǎn)換器17與所述工控計算機(jī)8之間雙向傳輸信號。
[0023]所述運動控制卡4的型號為ADT8940A1。
[0024]所述霍爾傳感器9與步進(jìn)電機(jī)連接，所述步進(jìn)電機(jī)的型號為43BYGH610AJP。
[0025]系統(tǒng)以工控計算機(jī)8為核心，通過運動控制卡4實現(xiàn)行走直線滑塊和送絲機(jī)2的協(xié)同動作，霍爾傳感器9實時檢測焊接電流的大小，當(dāng)電流值不正常時立即停止工作，實現(xiàn)了不同場合下的焊縫自動跟蹤和示教跟蹤。伺服控制器7選用位置控制方式，以避免電壓漂移對傳動裝置的影響，通過ADT8940A1運動控制卡4的二路差分脈沖信號實現(xiàn)伺服電機(jī)的控制，同時將位置信號反饋回伺服控制器7，實現(xiàn)連續(xù)的閉環(huán)控制焊槍3在x、y軸上的位移，速度大小是由運動控制卡4輸出的脈沖頻率、電子齒輪和機(jī)構(gòu)減速比確定，在運動方向和脈沖數(shù)確定的前提下，利用位置控制方式可獲得很高的定位精度，且各坐標(biāo)原點的設(shè)定，還可消除各軸的累積誤差。
[0026]利用43BYGH610AJP小型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動霍爾傳感器9，在焊縫上方作往復(fù)圓周運動來檢測各點到母材的距離，進(jìn)而分析母材形貌，為焊縫跟蹤和焊槍3高度的控制提供依據(jù)。利用工控計算機(jī)8內(nèi)設(shè)置的LDI320VSE高速雙通道采集卡和ATMEGA1284P單片機(jī)完成信號米集。
[0027]利用計算機(jī)的串口通信功能，實現(xiàn)了焊接平臺的遠(yuǎn)程控制，豐富了系統(tǒng)的控制方式，增強(qiáng)了系統(tǒng)的控制功能。
[0028]以上對本實用新型的一個實例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認(rèn)為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有焊接自動跟蹤功能的濕法焊接平臺，包括焊接子系統(tǒng)、檢測跟蹤子系統(tǒng)、通信子系統(tǒng)，所述焊接子系統(tǒng)、所述通信子系統(tǒng)分別與所述檢測跟蹤子系統(tǒng)連接； 所述焊接子系統(tǒng)包括焊接電源、送絲機(jī)、焊槍、運動控制卡，所述焊接電源分別與所述焊槍、所述送絲機(jī)連接，所述送絲機(jī)位于所述焊槍附近，所述焊槍與焊槍傳動機(jī)構(gòu)控制，所述焊槍傳動機(jī)構(gòu)包括行走滑塊、十字滑塊，所述行走滑塊與所述十字滑塊之間通過滾珠絲桿連接，且所述十字滑塊設(shè)置在所述行走滑塊上，所述行走滑塊由三個相互垂直的直線滑臺組成，所述十字滑塊、所述行走滑塊分別與所述運動控制卡連接，所述送絲機(jī)與伺服控制器連接，所述伺服控制器與所述運動控制卡連接，所述運動控制卡與工控計算機(jī)之間進(jìn)行雙向信號傳遞； 所述檢測跟蹤子系統(tǒng)包括霍爾傳感器、超聲波傳感器、電路檢測器，所述電路檢測器一端與所述焊接電源連接，另一端與所述焊槍連接，所述電路檢測器與轉(zhuǎn)換裝置連接，所述轉(zhuǎn)換裝置分別與所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器連接，所述超聲傳感器、所述霍爾傳感器同時與所述運動控制卡連接； 所述通信子系統(tǒng)包括與所述工控計算機(jī)連接的通訊接口、定時器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法焊接平臺，其特征在于所述轉(zhuǎn)換裝置包括放大器、與放大器連接的有源帶通濾波器、與有源帶通濾波器連接的A/D轉(zhuǎn)換器，所述A/D轉(zhuǎn)換器與所述工控計算機(jī)之間雙向傳輸信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法焊接平臺，其特征在于所述運動控制卡的型號為ADT8940A1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濕法焊接平臺，其特征在于所述霍爾傳感器與步進(jìn)電機(jī)連接，所述步進(jìn)電機(jī)的型號為43BYGH610AJP。
【文檔編號】B23K9/12GK204221173SQ201420569980
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】劉建, 李力 申請人:天津濱孚企業(yè)管理咨詢有限公司