[发明专利]一种旋转双电容式角焊缝跟踪传感器

说明书

本发明公开了一种旋转双电容式角焊缝跟踪传感器，它主要针对角焊缝跟踪设计的一种旋转双电容式传感器。本发明的技术要点是：它由双电容取样装置、双空心轴驱动电机、信号倍增模块、数据处理模块、跟踪执行模块组成。双空心轴驱动电机对双电容取样装置进行周期旋转，两电容依次扫描角焊缝检测到焊缝偏差信号，通过信号叠加倍增、数据处理模块的运算后，跟踪执行模块补偿焊缝偏差从而实现角焊缝的自动跟踪；本设计的优点是双电容式传感器的信号叠加放大，节省电路设计，优化结构，同时双电容对外磁场、电场的分担，使其抗外界干扰能力强。

技术领域

本发明属于焊接自动控制技术领域，具体涉及一种旋转双电容式角焊缝跟踪传感器。

背景技术

在现代工业生产制造中，焊接技术应用十分广泛，也尤为重要。在焊接自动控制技术领域，焊缝的自动跟踪技术一直以来都是一个难点。角焊缝的焊接作为工业生产中较为重要的工艺，有必要研究出针对角焊缝焊缝跟踪的旋转双电容式传感器，相对于其它传感器而言，该双旋转电容式传感器针对性强，对于角焊缝识别性强，信号变化表现更为明显，纠正偏差更为敏捷，更为准确。

目前，电容传感器广泛应用于焊缝跟踪领域，申请号为 201610245066.6的专利《一种旋转边缘电容焊缝跟踪传感器》中所述一种旋转边缘电容焊缝跟踪传感器，其探测到的信号极其微弱，且容易被外磁场、电场干扰，而探测信号的放大与抗外磁场、电场在焊缝跟踪领域尤为重要。该旋转双电容式传感器通过信号倍增模块使探测信号放大，同时双电容对外磁场、电场的分担，使其抗外界干扰能力强。

发明内容

本发明的目的在于提供一种信号强、抗干扰强、系统优化、结构简单的用于角焊缝跟踪的旋转双电容式传感器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：该旋转双电容式角焊缝跟踪传感器，包括上端盖、外绝缘套、上下圆盘状绝缘板、内隔热套筒、双电容取样装置、双空心轴驱动电机、信号倍增模块、数据处理模块、跟踪执行模块。所述的内隔热套筒放置于驱动电机双空心轴内，与其装配，并留出足够的空间以便整个系统的电路走线，避免了电容和激光接受器线路电线在旋转时被缠绕破坏；同时，焊枪可放置于内隔热套筒内，隔热套筒起到隔热作用，避免系统电路烧坏，焊枪放置于内置套筒位于整个系统中心位置，使系统定位更为方便，结构更为紧密，焊缝识别更为准确。

更具体的，所述的旋转双电容式传感器的机理特征是；两电容在圆盘状绝缘块直径上对称放置，在双空心轴驱动电机的驱动下周期性旋转，在面对角焊缝不同位置点时，会感应出不同的电压信号，输出电压相对电容与被测工件的位置距离是成线性关系的，当焊枪正对焊缝时，旋转双电容所输出的电压信号为正弦波信号，焊枪发生左右偏离时，旋转双电容所输出的电压信号为波峰波谷不规则的波形图，通过波形图中波峰和波谷的变化可以判断焊枪偏差位置，因此可以通过波形图的变化来调整焊枪的位置，从而实现焊缝跟踪。

所述的双电容取样装置：激光发射器位于上圆盘状绝缘板上，信号提取位置感应开关位于下圆盘状绝缘板上，且位于一号电容的正左方。激光发射器持续发射信号，当感应开关打开，并接受到发射信号时，开始提取电压信号，设定一定的采集信号的时间周期，一定时间周期后感应开关关闭，信号采集完毕。