一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速動(dòng)車組車體采用重量輕強(qiáng)度高的鋁合金為結(jié)構(gòu)材料，其中車體側(cè)墻、頂棚及地板等通過長(zhǎng)大型材采用熔化極氣體保護(hù)焊(MIG)焊接成形，由于焊縫長(zhǎng)直，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是焊接過程中鋁合金型材由于坡口根部間隙、坡口角度、坡口平面度等差異較大，焊接時(shí)需焊工根據(jù)坡口情況實(shí)時(shí)調(diào)整焊接工藝參數(shù)保證焊接質(zhì)量。由于坡口不穩(wěn)定情況及激光跟蹤系統(tǒng)異常等原因，無法保證焊縫質(zhì)量完全合格，甚至造成整個(gè)車體的報(bào)廢，極大的增加了企業(yè)的成本。為了保證焊接過程安全可靠，不發(fā)生走偏、焊接質(zhì)量異常等問題，每套脈沖MIG龍門焊接系統(tǒng)需要2名焊工監(jiān)守，人力成本高，而且由于焊工必須近距離觀察電弧，工作條件差，勞動(dòng)強(qiáng)度高。此外，由于只有主手控制示教器，當(dāng)副手發(fā)現(xiàn)焊接異常情況，再反饋給主手操作機(jī)器人時(shí)，時(shí)間差導(dǎo)致焊接異常惡化，導(dǎo)致整個(gè)焊接車體報(bào)廢。
[0003]鋁合金材料導(dǎo)熱快，焊接熱輸入大，焊接電弧附近溫度高。鋁合金焊接煙塵、飛濺大，視頻觀察困難。鋁合金燃弧、熄弧前后光強(qiáng)變化很大，光強(qiáng)范圍大，傳統(tǒng)的視頻攝像機(jī)由于動(dòng)態(tài)范圍不足，很難同時(shí)觀測(cè)到電弧、熔池和電弧前方的坡口。綜上，鋁合金焊接通過視頻監(jiān)控焊接過程難度很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種可降低人員需求，改善工作環(huán)境，并可獲取清晰易用識(shí)別的視頻圖像的高速動(dòng)車組鋁合金車體自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控臺(tái)、即視控制箱、焊接平臺(tái)控制器、攝像頭及防護(hù)系統(tǒng)，所述即視控制箱包括攝像頭控制器和用于現(xiàn)場(chǎng)觀察焊縫實(shí)時(shí)顯示器，所述主控臺(tái)包括硬盤錄像機(jī)和用于過程觀察焊接過程的遠(yuǎn)程顯示器，所述主控臺(tái)和即視控制箱分別與所述焊接平臺(tái)控制器連接，控制焊接操作，并與所述攝像頭連接獲取監(jiān)控視頻，所述攝像頭通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在焊槍焊接方向的前方，并通過所述攝像頭控制器控制所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)攝像頭的角度和與焊槍頭的距離。
[0007]進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定桿，所述固定桿一端固定在焊接機(jī)械手臂上，另一端通過角度調(diào)節(jié)件和距離調(diào)節(jié)件與所述攝像頭固定連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述固定桿的端部開設(shè)有弧形滑槽，所述角度調(diào)節(jié)件一端設(shè)有卡扣，所述卡扣嵌入到所述滑槽內(nèi)并可沿所述滑槽滑動(dòng)調(diào)節(jié)所述攝像頭的角度，另一端與所述距離調(diào)節(jié)件固定連接，所述距離調(diào)節(jié)件水平方向設(shè)上導(dǎo)軌，所述攝像頭通過導(dǎo)軌座在所述導(dǎo)軌上滑動(dòng)以調(diào)節(jié)與焊槍頭的距離。
[0009]進(jìn)一步的，所述角度調(diào)節(jié)件和距離調(diào)節(jié)件上具有制動(dòng)結(jié)構(gòu)，固定攝像頭的角度和位置。
[0010]進(jìn)一步的，主控臺(tái)與一個(gè)或多個(gè)攝像頭連接，通過硬盤錄像機(jī)和所述遠(yuǎn)程顯示器收集、顯示并存儲(chǔ)焊接電弧監(jiān)控信息。
[0011]進(jìn)一步的，所述攝像頭為彩色攝像機(jī)，動(dòng)態(tài)范圍大于140dB。
[0012]進(jìn)一步的，所述攝像頭的焦距范圍為300mm—350mm。
[0013]進(jìn)一步的，所述防護(hù)系統(tǒng)設(shè)置在所述攝像頭的前端，為附加濾光的全封閉設(shè)計(jì)，所述濾光片可定期更換。
[0014]進(jìn)一步的，所述遠(yuǎn)程監(jiān)視器和攝像頭采用75歐姆同軸視頻電纜、光纖和射頻無線傳輸三種方式連接。
[0015]進(jìn)一步，視頻信號(hào)傳輸采用同軸電線傳輸方式，在發(fā)射端及接收端設(shè)有抗干擾器。
[0016]綜上所述，本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，攝像頭由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在焊接機(jī)械手臂上，位置固定在焊槍焊接方向的前方，可以實(shí)現(xiàn)多角度及距離的調(diào)節(jié)，攝像頭通過專用的防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行防護(hù)，避免焊接高溫、飛濺和煙塵的影響，以獲得高清晰焊接監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)焊接過程中實(shí)時(shí)監(jiān)控焊接電弧、焊接熔池形態(tài)以及坡口狀況；即視控制箱可實(shí)現(xiàn)調(diào)整攝像頭控制器調(diào)整攝像頭監(jiān)控參數(shù)的功能；主控臺(tái)實(shí)現(xiàn)焊接電弧監(jiān)控信息收集、顯進(jìn)行存儲(chǔ)，可以同時(shí)與多個(gè)焊接監(jiān)控?cái)z像頭連接，主控臺(tái)與即視控制箱與焊接平臺(tái)控制器連接，在焊接過程中出現(xiàn)問題時(shí)可及時(shí)關(guān)閉出現(xiàn)異常的焊接操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1.攝像頭可以實(shí)時(shí)對(duì)焊接電弧、熔池和坡口情況進(jìn)行監(jiān)控，降低了焊接工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，焊接工作遠(yuǎn)離電弧，改善了工作環(huán)境；
[0018]2.通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在距離方向上實(shí)現(xiàn)了對(duì)焊接過程的防高溫、飛濺和煙塵功能；
[0019]3.通過攝像頭防護(hù)系統(tǒng)獲得高清晰的焊接視頻圖像；
[0020]4.可同時(shí)對(duì)多個(gè)焊接電弧進(jìn)行監(jiān)控、記錄和控制功能；
[0021]5.調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)配合防護(hù)機(jī)構(gòu)確保視頻清晰易用識(shí)別。
【附圖說明】
:
[0022]圖1:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中攝像頭結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭安裝示意圖；
[0025]圖4:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0026]圖5:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0027]圖6:本實(shí)用新型一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭防護(hù)系統(tǒng)示意圖；
[0028]其中:主控臺(tái)1，焊接平臺(tái)控制器2，即視控制箱3，實(shí)時(shí)顯示器4，攝像頭控制器5，攝像頭6，固定桿7，角度調(diào)節(jié)件8，距離調(diào)節(jié)件9，防護(hù)系統(tǒng)10、鏡筒11，內(nèi)鏡片12，轉(zhuǎn)接環(huán)13，前密封蓋板14，濾光片15，工件16，焊槍頭17，滑槽18，卡扣19，鎖緊件20，導(dǎo)軌21，遠(yuǎn)程顯示器22。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0030]如圖1所示為本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括主控臺(tái)1、即視控制箱3、焊接平臺(tái)控制器2、攝像頭6和防護(hù)系統(tǒng)10，即視控制箱3包括攝像頭控制器5，主控臺(tái)1和即視控制箱3與焊接平臺(tái)控制器2連接，控制焊接操作，攝像頭6通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在焊槍焊接方向的前方，并通過攝像頭控器5控制所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)攝像頭6的角度和距焊槍頭17的距離。
[0031]如圖1和圖2所示的本實(shí)用新型提供的一種自動(dòng)焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即視控制箱5包括攝像頭控制器5和實(shí)時(shí)顯示器4，即視控制箱3安裝在焊接平臺(tái)的一側(cè)，如為龍門焊接平臺(tái)，可安裝在龍門架的一側(cè)，攝像頭視頻傳輸和控制線均連接在攝像頭6和攝像頭控制器5上，攝像頭控制器5可以調(diào)整攝像6的角度和距焊槍頭17的距離，實(shí)現(xiàn)調(diào)整攝像頭6監(jiān)控參數(shù)的功能，以獲得成像質(zhì)量?jī)?yōu)異的拍攝效果。視頻由攝像頭控制器傳給至即視控制箱3的實(shí)時(shí)顯示器4和主控臺(tái)1的遠(yuǎn)程顯示器22上。實(shí)時(shí)顯示器4可用于現(xiàn)場(chǎng)觀察焊縫，保證調(diào)試時(shí)焊接操作工遠(yuǎn)離電弧，提高勞動(dòng)保護(hù)水平；遠(yuǎn)程顯示器22用來遠(yuǎn)程集中觀察焊接過程，一個(gè)監(jiān)控人員可以觀察多臺(tái)機(jī)器人的焊接操作，出現(xiàn)焊接偏差時(shí)可以遠(yuǎn)程調(diào)整甚至?xí)和：附舆^程。遠(yuǎn)程顯示器22和攝像頭6控制的連接可以采用75歐姆同軌視頻電纜、光纖和射頻無線傳輸三種方式連接。圖1中列舉了兩個(gè)攝像頭6經(jīng)即視控制箱2同時(shí)與一臺(tái)主控臺(tái)1相連，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)需要，主控臺(tái)與多個(gè)攝像頭6、即視控制箱2連接。
[0032]主控臺(tái)1安裝一臺(tái)硬盤錄像機(jī)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要與一個(gè)或多個(gè)攝像頭6連接，以接入多個(gè)焊接電弧圖像信號(hào)，同時(shí)在主控臺(tái)1的遠(yuǎn)程顯示器22上顯示和記錄多個(gè)焊接監(jiān)控圖像，實(shí)現(xiàn)對(duì)記錄視頻進(jìn)行存儲(chǔ)及回放。
[0033]即視控制箱3和主控臺(tái)1設(shè)計(jì)安裝有急停按鈕，按鈕與焊接平臺(tái)控制器2連接，如與焊接平臺(tái)控制器2內(nèi)部的BECK0FF模塊連接，當(dāng)焊接過程中出現(xiàn)異常時(shí)可立刻按下按鈕半閉電源，控制焊接操作。
[0034]焊接過程的干擾嚴(yán)重，因此視頻信號(hào)傳輸采用同軸電線傳輸方式，在發(fā)射端及接收端增加抗干擾器，以減小信號(hào)傳輸過程中的干擾。
[0035]如圖3至圖5所示，攝像頭6由調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在焊接機(jī)械手臂上，位置固定在焊槍焊接方向的前方，由于待焊工件16背面存在加強(qiáng)筋，空間有限需合理布置安裝支架，經(jīng)計(jì)算及實(shí)驗(yàn)，在