[发明专利]一种焊缝跟踪装置

说明书

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种焊缝跟踪装置，包括焊缝跟踪装置，包括控制系统及均与该控制系统电连接的伺服运动系统焊接系统和焊缝跟踪系统，焊接系统和焊缝跟踪系统并排设置；焊缝跟踪系统包括漫反射光纤和设置在漫反射光纤上的光纤放大器，漫反射光纤由多个光纤头组成，所述每个光纤头独立发射光照经由光纤放大器传输给控制系统，控制系统采集待焊件上焊缝的位置及深度。本发明的焊缝跟踪装置，可准确的辨别焊缝宽度和深度信息，同时将测量数值反馈给伺服运动系统跟踪焊缝的走向，从而提高焊接质量。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种焊缝跟踪装置。

背景技术

机器人等自动伺服焊接场合，为克服焊缝大小和截面不一致等不确定因素对焊接质量的影响，提高自动伺服焊接的可靠性，需要机器人等自动伺服机构能在线实时调整位置，确保焊枪对中焊缝中心，保证焊缝成形质量。目前，焊缝跟踪通常采用传感器进行检测，再使用闭环随动系统实时跟踪。焊接用传感器可分为直接电弧式、接触式和非接触式三大类。接触式传感器一般在焊枪前方采用导杆或导轮和焊缝或工件的一个侧壁接触，通过导杆或导轮把焊缝位置的变化通过光电、滑动变阻器、力觉等方式转换为电信号，以供控制系统跟踪焊缝。其特点为不受电弧干扰，工作可靠，成本低，曾在生产中得到过广泛应用，但跟踪精度不高。直接电弧传感器作为一种实时传感器件，与其它类型的传感器相比，具有结构较简单、成本低和响应快等特点，但电弧传感器的缺点是对薄板件的对接和搭接接头，很难跟踪，且无法知晓焊接截面积大小；而视觉传感器，由于图像处理速度慢以及焊接强光、电弧热、飞溅、以及烟雾等多种强烈的干扰，无法精确实时跟踪。激光测量由于精度高、抗干扰性能好，其与CCD相结合所制成的机器人焊接跟踪传感器已有应用，但一般价格较昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊缝跟踪装置，可准确的辨别焊缝宽度和深度信息，同时将测量数值反馈给伺服运动系统跟踪焊缝的走向，从而提高焊接质量。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种焊缝跟踪装置，包括控制系统及均与该控制系统电连接的伺服运动系统焊接系统和焊缝跟踪系统，焊接系统和焊缝跟踪系统并排设置；焊缝跟踪系统包括漫反射光纤和设置在漫反射光纤上的光纤放大器，漫反射光纤由多个光纤头组成，所述每个光纤头独立发射光照经由光纤放大器传输给控制系统，控制系统采集待焊件上焊缝的位置及深度。

优选的，所述焊缝跟踪系统还包括上连接板、下连接板、弹性件和滚轮，上连接板和下连接板平行设置，弹性件位于上连接板与下连接板之间，漫反射光纤设于下连接板上，且漫反射光纤的探测端从下连接板的底部伸出，滚轮设于下连接板的底部以便于焊缝跟踪系统在待焊件上滑行。

优选的，所述焊接系统包括焊接电源及与焊接电源电连接的送丝机和焊枪，送丝机与伺服运动系统连接，焊枪与送丝机连接，焊枪与漫反射光纤相邻设置。

优选的，所述上连接板通过一支撑件安装在焊枪上。

优选的，所述伺服运动系统由伺服运动机构和伺服运动控制器组成，所述伺服运动控制器与所述控制系统电连接。

优选的，多个光纤头呈栅状相错排列，焊缝位置采用插补计算确定。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极效果：

(1)本发明中的漫反射光纤位于焊缝上方，成栅状排列，每个光纤头可以单独通过发射光照到物体后再发射回到该光纤头，反射回的光强度经过光纤放大器处理后反应出该光强即为下方反射物离光纤头最下端入口的距离，从而栅状光纤头下方对应位置离光纤头距离均能一一采集，而焊缝与非焊缝高度不同显示的采集数值也不同，就可以通过数值差异辨别焊缝的位置，将焊缝实时位置发送给伺服运动系统，实现焊缝的在线实时跟踪的目标；

(2)多个光纤头错开部分重叠排列方式可以提高精度，利用光纤放大器数值变化进行插补计算可以在临界点(焊缝横向起点)附近精确显示焊缝位置；