[发明专利]一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及精细焊缝跟踪系统技术领域，具体指一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统。

背景技术

当今，在焊缝自动化跟踪技术中，带有视觉传感技术的焊缝跟踪系统是研究重点和热点。带有视觉传感技术的焊缝跟踪系统就是通过视觉传感器将焊缝的实时情况成像后，经相应的图像处理将数据传给控制处理器，控制处理器经过信号处理后，通过闭环控制电路控制电机以调整焊枪位置对准焊缝中心，以实现高质量的焊接。整个焊缝自动化跟踪系统主要包括焊缝图像信息采集和处理部分、实时信号处理控制部分、反馈控制电路部分、动力传动部分。

为了能够实现对任何焊缝在各种情况下的自动跟踪，这就要求跟踪系统具有较高的智能，也就是要关键解决以下几个问题：1、焊缝识别和焊缝图像信息提取；2、图像实时处理和及时反馈；3、实时控制系统；4、动力控制和精度调整。

经对现有技术文献检索分析，发现现有的跟踪系统，全都或是对大尺寸钢板的焊缝进行跟踪，或是跟踪精度不高。孙乃文、丁培璠的“电子分布式焊缝跟踪方法和装置”（申请号86106386）中提出在电子束焊接的同时，使用两块相互轴对称的电子传感器制成的电子接收器接收在焊缝上方所产生的反射电子，根据反射电子的密度相对焊缝是否对称来判断电子束和焊缝是否对中，若不对称，加以调整直至对称，但该系统易受外界磁场和电场的影响，抗干扰能力差，导致跟踪有偏差。又，肖增文等人的“多结构光双目复合视觉跟踪方法及装置”（申请号：200910024758）提出用两台摄像机拍摄焊缝图像信息，经处理计算得出焊枪当前理想位置，得到与实际位置的差值，并由控制器转换成模拟信号或无线通信输出，控制焊枪纠偏电动机，实现焊缝自动跟踪的目的，该系统采用两台摄像机，虽然跟踪效果不错，但是有资源浪费之嫌，文中也没有提到该系统可以跟踪超薄细结构件，相关技术也未见其他技术文献披露。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足和缺失，提供一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统，通过BOA智能相机，能够实时识别和提取超薄细结构件（尺寸小于0.1mm）的焊缝图像信息；采用DSP处理器为控制中心，利用其强大数据处理能力和高运行速度来满足整个系统的实时性要求；通过步进电机驱动板控制和驱动高精度电控平移台，实现焊枪的高精度反馈控制调整，调整精度高达10um级。

本发明技术方案如下：

一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统，包括BOA智能相机、DSP处理器、第一电控平移台和第二电控平移台（两者均由步进电机+滚珠丝杆平移台组成)、扩展接口板、步进电机驱动板；扩展接口板外接电源，经过相应的变压后分别给BOA智能相机、DSP处理器、第一电控平移台和第二电控平移台、步进电机驱动板供电；DSP处理器安装在扩展接口板上；焊枪固定在第二电控平移台的台面上，BOA智能相机固定安装在焊枪上；BOA智能相机，通过I/O PWR接口连接扩展接口板，通过LAMP接口经扩展接口板与DSP处理器相连，通过LAN接口与电脑主机相连，实现BOA智能相机各项参数的设置和建立图像处理和通讯方案，随后BOA智能相机即可与电脑主机断开LAN接口的连接；第一电控平移台和第二电控平移台固定在工装行走机构上；第一电控平移台和第二电控平移台通过导线连接步进电机驱动板，步进电机驱动板通过导线连接扩展接口板，接收DSP处理器的控制信号来驱动步进电机进而对焊枪进行对中调整。

附图说明

图1为本发明一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统结构之一示意图；

图2为本发明一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统结构之二示意图；

图3为本发明一种超薄细结构件的微束等离子弧焊精细跟踪系统的控制电路连接框图。

附图标记号说明

1-DSP处理器2-扩展接口板3-步进电机驱动板4-第一电控平移台5-第二电控平移台6-工装行走机构7-工装装卡平台8-BOA智能相机9-焊枪10-超薄细结构件

具体实施方案

以下结合附图和实施例对本发明作进一步描述