[实用新型]一种基于数字涡流传感器的焊后焊缝跟踪装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置，更具体地说是一种基于数字涡流传感器的焊后焊 缝跟踪装置。

背景技术

在大型结构件焊接、薄板焊接、异种金属焊接、高温合金焊接，以及在高精度特种 设备焊接等领域，焊接变形需得到有效控制，否则会对焊接件尺寸和外形有影响，而且会降 低结构的承载能力，焊接应力是焊接变形的主要原因，而焊接应力的消除离不开焊后焊缝 跟踪。

目前焊缝自动跟踪的传感器主要有：机械式传感器、电磁感应式传感器、电弧式传 感器、光学式传感器、超声波传式感器等。

①机械传感器机械传感器是一种接触式传感器。它的工作原理是以导杆或导轮 沿着焊缝前方探测焊缝位置。依靠导杆或导轮依靠电子装置获取信号，控制驱动装置，使焊 枪对中焊缝，传感器回到合理位置，此时传感器的输出信号为零，这就实现了自动跟踪机械 传感器具有结构简单，抗磁、光、烟尘和飞溅等性能好，工作稳定性好，价格便宜等特点。但 也存在一些弊端，比如：若坡口或缝隙的加工装配不均匀，由于传感器的导杆或导轮在与工 件接触时，容易失去跟踪点。所以焊接速度不不易过快，此外机械式传感器的导杆或导轮在 焊接中和工件之间磨损对传感器的精度造成很大影响。所以在现代焊接技术中，机械式接 触传感器已逐渐被非接触式传感器替代。

②电磁传感器电磁感应式传感器是一种非接触式传感器，按照频率可分为普通 频率式（电磁传感器）和高频式（涡流传感器）两种。电磁传感器的频率一般低于10KHz，涡 流传感器的频率一般为30～160KHz；电磁式传感器主要适用于对接、搭接和角焊缝焊接， 由于电磁传感器体积较大，灵活性差，对磁场干扰和装配条件比较敏感，只适用于一些对精 度要求不太严格的场合。涡流传感器因其体积小，频率较高，能克服电磁式传感器易受强大 焊接电流干扰的影响缺陷，可适用于跟踪焊接几乎所有金属材料。

发明内容

实用新型目的：本实用新型的目的是为了提供一种基于数字涡流传感器的焊后焊 缝跟踪装置，此控制装置电路简单，成本低，焊缝跟踪精度高，性能价格比高。

技术方案：本实用新型所述的一种基于数字涡流传感器的焊后焊缝跟踪装置，包 括主控单元和数字涡流传感器反馈系统以及电源模块，所述电源模块连接有主控单元、驱 动电路、直流电机，所述主控单元连接有驱动电路，所述驱动电路连接有直流电机，所述直 流电机构成焊后焊缝跟踪系统，所述主控单元与所述焊后焊缝跟踪系统之间还连接有涡流 传感器检测反馈模块。

进一步的，所述主控单元由STM32F103单片机及其外围电路组成，实现对直流电机 的恒速控制。

进一步的，所述驱动电路由电机驱动芯片BTN7971组成，提供大电流，驱动直流电 机工作。

进一步的，所述电源模块由开关电源构成，为主控单元，驱动电路以及直流电机提 供工作电源。

进一步的，所述涡流传感器检测反馈模块由LDC1000数字涡流传感器构成，实现对 焊后焊缝跟踪系统的闭环控制。

有益效果：本实用新型电路简单，成本低，焊缝跟踪精度高，方便实用，经济效益 高。

附图说明

图1为本实用新型的控制原理结构框图示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和 特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围作出更为清楚明确的 界定。

如图1所示的一种基于数字涡流传感器的焊后焊缝跟踪装置，包括主控单元和数 字涡流传感器反馈系统，所述电源模块连接有主控单元、驱动电路、直流电机，所述主控单 元连接有驱动电路，所述驱动电路连接有直流电机，所述直流电机构成焊后焊缝跟踪系统， 所述主控单元与所述焊后焊缝跟踪系统之间还连接有涡流传感器检测反馈模块。

作为上述技术方案的进一步优化，所述基于数字涡流传感器的焊后焊缝跟踪装置 主控单元选用STM32F103单片机，该单片机自带PWM输出，且抗干扰能力强，编程实现对直流 电机的恒速控制；所述电机驱动模块由电机驱动芯片组成，驱动芯片选用BTN7971芯片，提 供大电流，驱动直流电机工作。所述涡流传感器检测反馈模块由LDC1000数字涡流传感器构 成，实现对焊后焊缝跟踪系统的闭环控制。