一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋工程向深海挺進，水下焊接作為水下工程結(jié)構(gòu)安裝和維修施工中不可缺少的重要工藝手段，越來越受到各海洋大國的重視。水下焊接技術(shù)在先進技術(shù)的推進下進入了新的發(fā)展時期，并呈現(xiàn)出兩個主要特點:第一是基于社會經(jīng)濟發(fā)展的需求，大量簡單、經(jīng)濟的水下焊接技術(shù)得到發(fā)展，主要表現(xiàn)在濕法水下焊接技術(shù)的擴大使用；第二是基于多信息數(shù)據(jù)融合技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)低成本、簡單、高質(zhì)量的水下焊接技術(shù)，研制高效率、智能化、自動化的水下焊接設(shè)備。由于水下焊接環(huán)境的復(fù)雜性和危險性，以及人類生理條件的限制(飽和氣體潛水的最大深度只有650m)，發(fā)展水下焊接自動化具有十分重要的意義。
[0003]現(xiàn)有水下自動焊接監(jiān)控系統(tǒng)通常通過安裝圖像監(jiān)視系統(tǒng)來觀察焊接熔池和焊縫成型情況，或者通過超聲測距裝置對焊縫進行實時跟蹤，以便更好的研究水下焊接電弧機理、控制焊接過程、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)。但是，由于焊接過程的特殊性，現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)存在投入成本高、工作可靠性差、故障率高、監(jiān)控不全面等問題，焊接質(zhì)量有待進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長；工作時通過對旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的多個參數(shù)進行實時檢測，獲得最佳工藝參數(shù)曲線，并能提供焊接場景監(jiān)視、焊接過程監(jiān)視和焊縫外觀檢測，提高了控制精度和焊接質(zhì)量，降低了投入成本。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括旋轉(zhuǎn)電弧焊槍、送絲機、下位機、上位機、對送絲機進行送絲起?？刂频乃欧?qū)動器、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍水平方向移動的水平電機、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍豎直方向移動的豎直電機、控制水平電機工作的步進驅(qū)動器一、控制豎直電機工作的步進驅(qū)動器二、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接電流進行實時檢測的電流檢測單元、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的電弧旋轉(zhuǎn)頻率進行實時檢測的頻率檢測單元、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍高度進行實時檢測的高度檢測單元、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍旋轉(zhuǎn)半徑進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元、將所述電流檢測單元、頻率檢測單元、高度檢測單元和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元檢測到的數(shù)據(jù)依次進行光電隔離、放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的信號隔離器、帶通濾波放大器和A/D轉(zhuǎn)換器、對水下焊接場景圖像進行拍攝的場景監(jiān)視攝像頭、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接過程圖像進行拍攝的過程監(jiān)視攝像頭、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊縫外觀進行檢測的焊縫檢測攝像頭、對所述場景監(jiān)視攝像頭、過程監(jiān)視攝像頭和焊縫檢測攝像頭拍攝到的圖像進行處理的圖像處理器以及與下位機相接的運動控制卡；所述電流檢測單元、頻率檢測單元、高度檢測單元和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元均與信號隔離器相接，所述信號隔離器、帶通濾波放大器、A/D轉(zhuǎn)換器依序連接，所述場景監(jiān)視攝像頭、過程監(jiān)視攝像頭和焊縫檢測攝像頭均與圖像處理器相接，所述伺服驅(qū)動器分別與送絲機和運動控制卡相接，所述步進驅(qū)動器一分別與水平電機和運動控制卡相接，所述步進驅(qū)動器二分別與豎直電機和運動控制卡相接，所述圖像處理器、上位機和運動控制卡均與下位機相接。
[0006]上述一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述下位機為工控計算機。
[0007]上述一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述圖像處理器為NVIDIA公司的GeForce圖形處理器。
[0008]上述一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述伺服驅(qū)動器為RYC201D3-VVT2伺服電機驅(qū)動器。
[0009]上述一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征是:所述步進驅(qū)動器一和步進驅(qū)動器二均為研控YKA2304 M型適配驅(qū)動器。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長。工作時通過對旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的多個參數(shù)進行實時檢測，獲得最佳工藝參數(shù)曲線，并能提供焊接場景監(jiān)視、焊接過程監(jiān)視和焊縫外觀檢測，提高了控制精度和焊接質(zhì)量，降低了投入成本，有效解決了現(xiàn)有水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)工作可靠性差、故障率高、監(jiān)控不全面等問題。
[0011]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。
[0013]附圖標記說明:
[0014]I一送絲機；2—下位機；3—上位機；
[0015]4 一伺服驅(qū)動器；5—水平電機；6—豎直電機；
[0016]7—步進驅(qū)動器一；8—步進驅(qū)動器二；9 一電流檢測單元；
[0017]10一頻率檢測單兀；11 一聞度檢測單兀；12—旋轉(zhuǎn)半徑檢測單兀；
[0018]13—信號隔離器；14一帶通濾波放大器；15—A/D轉(zhuǎn)換器；
[0019]16一場景監(jiān)視攝像頭；17—過程監(jiān)視攝像頭；18—焊縫檢測攝像頭；
[0020]19一圖像處理器；20—運動控制卡。
【具體實施方式】
[0021]如圖1所示，本發(fā)明包括旋轉(zhuǎn)電弧焊槍、送絲機1、下位機2、上位機3、對送絲機I進行送絲起?？刂频乃欧?qū)動器4、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍水平方向移動的水平電機5、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍豎直方向移動的豎直電機6、控制水平電機5工作的步進驅(qū)動器一 7、控制豎直電機6工作的步進驅(qū)動器二 8、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接電流進行實時檢測的電流檢測單元9、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的電弧旋轉(zhuǎn)頻率進行實時檢測的頻率檢測單元10、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍高度進行實時檢測的高度檢測單元11、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍旋轉(zhuǎn)半徑進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元12、將所述電流檢測單元9、頻率檢測單元10、高度檢測單元11和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元12檢測到的數(shù)據(jù)依次進行光電隔離、放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的信號隔離器13、帶通濾波放大器14和A/D轉(zhuǎn)換器15、對水下焊接場景圖像進行拍攝的場景監(jiān)視攝像頭16、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接過程圖像進行拍攝的過程監(jiān)視攝像頭17、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊縫外觀進行檢測的焊縫檢測攝像頭18、對所述場景監(jiān)視攝像頭16、過程監(jiān)視攝像頭17和焊縫檢測攝像頭18拍攝到的圖像進行處理的圖像處理器19以及與下位機2相接的運動控制卡20 ;所述電流檢測單元9、頻率檢測單元10、高度檢測單元11和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元12均與信號隔離器13相接，所述信號隔離器13、帶通濾波放大器14、A/D轉(zhuǎn)換器15依序連接，所述場景監(jiān)視攝像頭16、過程監(jiān)視攝像頭17和焊縫檢測攝像頭18均與圖像處理器19相接，所述伺服驅(qū)動器4分別與送絲機I和運動控制卡20相接，所述步進驅(qū)動器一 7分別與水平電機5和運動控制卡20相接，所述步進驅(qū)動器二 8分別與豎直電機6和運動控制卡20相接，所述圖像處理器19、上位機3和運動控制卡20均與下位機2相接。
[0022]本實施例中，所述下位機2為工控計算機。
[0023]本實施例中，所述圖像處理器19為NVIDIA公司的GeForce圖形處理器。
[0024]本實施例中，所述伺服驅(qū)動器4為RYC201D3-VVT2伺服電機驅(qū)動器。
[0025]本實施例中，所述步進驅(qū)動器一 7和步進驅(qū)動器二 8均為研控YKA2304 M型適配驅(qū)動器。
[0026]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:包括旋轉(zhuǎn)電弧焊槍、送絲機(I)、下位機(2)、上位機(3)、對送絲機(I)進行送絲起?？刂频乃欧?qū)動器(4)、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍水平方向移動的水平電機(5)、驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍豎直方向移動的豎直電機(6)、控制水平電機(5)工作的步進驅(qū)動器一(7)、控制豎直電機(6)工作的步進驅(qū)動器二(8)、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接電流進行實時檢測的電流檢測單元(9)、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的電弧旋轉(zhuǎn)頻率進行實時檢測的頻率檢測單元(10)、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍高度進行實時檢測的高度檢測單元(11 )、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊槍旋轉(zhuǎn)半徑進行實時檢測的旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元(12)、將所述電流檢測單元(9)、頻率檢測單元(10)、高度檢測單元(11)和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元(12)檢測到的數(shù)據(jù)依次進行光電隔離、放大濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理的信號隔離器(13)、帶通濾波放大器(14)和A/D轉(zhuǎn)換器(15)、對水下焊接場景圖像進行拍攝的場景監(jiān)視攝像頭(16)、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊接過程圖像進行拍攝的過程監(jiān)視攝像頭(17)、對所述旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的焊縫外觀進行檢測的焊縫檢測攝像頭(18)、對所述場景監(jiān)視攝像頭(16)、過程監(jiān)視攝像頭(17)和焊縫檢測攝像頭(18)拍攝到的圖像進行處理的圖像處理器(19)以及與下位機(2)相接的運動控制卡(20);所述電流檢測單元(9)、頻率檢測單元(10)、高度檢測單元(11)和旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元(12)均與信號隔離器(13)相接，所述信號隔離器(13)、帶通濾波放大器(14)、A/D轉(zhuǎn)換器(15)依序連接，所述場景監(jiān)視攝像頭(16)、過程監(jiān)視攝像頭(17)和焊縫檢測攝像頭(18)均與圖像處理器(19)相接，所述伺服驅(qū)動器(4)分別與送絲機(I)和運動控制卡(20)相接，所述步進驅(qū)動器一(7)分別與水平電機(5)和運動控制卡(20 )相接，所述步進驅(qū)動器二( 8 )分別與豎直電機(6 )和運動控制卡(20 )相接，所述圖像處理器(19)、上位機(3)和運動控制卡(20)均與下位機(2)相接。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述下位機(2)為工控計算機。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像處理器(19)為NVIDIA公司的GeForce圖形處理器。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述伺服驅(qū)動器(4)為RYC201D3-VVT2伺服電機驅(qū)動器。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:所述步進驅(qū)動器一(7)和步進驅(qū)動器二(8)均為研控YKA2304 M型適配驅(qū)動器。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水下焊接監(jiān)控系統(tǒng)，包括旋轉(zhuǎn)電弧焊槍、送絲機、下位機、上位機、伺服驅(qū)動器、水平電機、豎直電機、步進驅(qū)動器一、步進驅(qū)動器二、電流檢測單元、頻率檢測單元、高度檢測單元、旋轉(zhuǎn)半徑檢測單元、信號隔離器、帶通濾波放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、場景監(jiān)視攝像頭、過程監(jiān)視攝像頭、焊縫檢測攝像頭、圖像處理器以及與下位機相接的運動控制卡；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、使用壽命長；工作時通過對旋轉(zhuǎn)電弧焊槍的多個參數(shù)進行實時檢測，獲得最佳工藝參數(shù)曲線，并能提供焊接場景監(jiān)視、焊接過程監(jiān)視和焊縫外觀檢測，提高了控制精度和焊接質(zhì)量，降低了投入成本。
【IPC分類】B23K9-095, B23K9-10, B23K9-32, B23K9-00
【公開號】CN104607758
【申請?zhí)枴緾N201310542912
【發(fā)明人】郝杰
【申請人】西安擴力機電科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2013年11月5日