一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置和方法
2023-05-19 05:02:31 1
專利名稱：一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置和方法。
背景技術：
目前，對焊煙進行收集處理的方法主要有兩種一種是在工件的焊接作業區域進行整體抽風，對煙霧進行收集處理，該方法雖然操作簡單，但抽風面積較大，故整體抽風量大，能耗高，且除煙效果不理想；另一種是採用點對點的方式，即對於單個焊接點產生的焊煙用一個較小的抽風口單獨進行收集處理，該方法要求的抽風量小，具有使用靈活、方便、 節能等優點。但對於較大的焊接工件或焊點位置變化較大的場所，其抽風口必須能跟隨焊點移動。目前市場上已有焊煙收集自動跟蹤臂，該類自動跟蹤臂一般採用圖像傳感器來採集焊點位置變化的信息並將之傳給智能控制單元來分析處理。此種跟蹤控制系統較複雜， 造價昂貴，至使該類自動跟蹤臂不能有效的在市場得到推廣。
發明內容
為了解決現有焊煙自動跟蹤臂跟蹤控制系統過於複雜，造價昂貴的技術問題，本發明提供一種結構簡單，操作方便，設備成本低的能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置和方法。為了達到上述技術目的，本發明的技術方案是一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置，包括焊煙抽風管，其特徵在於，還設有跟蹤控制系統，所述跟蹤控制系統由一組光電式傳感器、智能控制單元、機械傳動單元、 機械臂構成，光電式傳感器與智能控制單元相連，智能控制單元與機械傳動單元相連，機械傳動單元與機械臂相連，焊煙抽風管固定於機械臂上，所述光電式傳感器設於裝置在機械臂端部的抽風口罩上。本裝置中，所述的光電式傳感器為紫外傳感器、紅外傳感器或可見光傳感器。—種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集方法，包括以下步驟i、布設在抽風口罩上設置一組光電式傳感器；j、設定預設值人工調整抽風口罩與焊點的起始相對位置，達到最佳焊煙抽取效果，然後控制智能控制單元記錄每個光電式傳感器所感應到的焊點弧光的強弱作為初始值；k、定位當焊點移動後，將每個光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱通過電信號傳輸給智能控制單元進行分析處理，從而計算出焊點在水平面或垂直面的移動距離和方向，然後智能控制單元再控制機械傳動單元驅動機械臂移動對焊點進行跟蹤。 本方法中，所述抽風口罩上設有一組共四個獨立且相同的光電式傳感器，所述光電式傳感器設置在所述抽風口罩的圓周上，並且相鄰光電式傳感器之間距離相等。
本方法中，所述焊點在水平面上的移動距離和方向如下確定成對的光電式傳感器A和光電式傳感器B與焊點C之間的距離分別為a和b，當焊點在一個水平面內移動時，在該水平面內有一條AB連線的投影線為y軸，另一對成對的光電式傳感器的連線的投影線為χ軸，χ軸和y軸互相垂直，焊點在該平面內所有的移動軌跡都可以投射到χ軸和y軸上， 當焊點移動投射到y軸上有位置變化時，則光電式傳感器A和B與焊點C之間的距離a和 b亦會產生變化，一個變大一個變小，則光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱亦會產生變化，一個變強一個變弱，則光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱其差值與預設值的差值比較亦會產生變化，其差值變化的大小代表了焊點在y軸上移動的距離， 其差值變化的正負代表了焊點在y軸上移動的方向，其差值變化的大小和正負依據光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱輸給智能控制單元的電信號來體現。焊點的移動投射到χ軸上有位置變化時與投射到y軸上有位置變化是一樣的處理過程。焊點在垂直面上的移動距離和方向如下確定依據四個光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱同時變大或同時變小來判斷，如同時變大則表示焊點向上移動，如同時變小則表示焊點向下移動，與預先設定值比較其差值的大小表示了焊點移動距離的大小。本發明利用裝置在抽風口罩上不同位置的一組光電式傳感器來感應焊點所發出的可見光、紅外線或紫外線，焊點移動與各光電式傳感器距離的變化能夠使各光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱產生變化，使用本發明，無論焊點的軌跡是直線或不規則曲線， 焊接速度是勻速或變速，都能自動的實現對焊點的跟蹤，始終保持焊煙抽風口與焊點同步， 在焊煙產生的同時就能對其進行高效的收集處理。。
圖1 本發明實施例工作原理2 ；本發明實施例跟蹤控制系統結構示意圖；圖3 本發明實施例立體結構示意圖；附圖1、2、3中，1為智能控制單元，2為焊煙淨化器，3為機械傳動單元，4為抽風管，5為機械臂，6為抽風口罩，7為光電式傳感器。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明作進一步說明。實施例參見圖1至圖3，本發明包括跟蹤控制系統和焊煙抽風管，所述跟蹤控制系統由智能控制單元1，機械傳動單元3，機械臂5和一組共四個獨立且相同的光電式傳感器7構成。 四個光電式傳感器7與智能控制單元1相連，智能控制單元1與機械傳動單元3相連，機械傳動單元3與機械臂5相連，焊煙抽風管4固定於機械臂5上，焊煙抽風管4 一端與焊煙淨化器2的進風口對接，一端與抽風口罩6對接，抽風口罩6裝置在機械臂5的端部，四個光電式傳感器7每兩個都成對裝置在抽風口罩6上且均布於抽風口罩6四周。所述光電式傳感器7為紫外傳感器、紅外傳感器或可見光傳感器。焊點自動跟蹤定位的焊煙收集方法為包括以下步驟i、布設在抽風口罩上設置一組光電式傳感器；j、設定預設值人工調整抽風口罩與焊點的起始相對位置，達到最佳焊煙抽取效果，然後控制智能控制單元記錄每個光電式傳感器所感應到的焊點弧光的強弱作為初始
k、定位當焊點移動後，將每個光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱通過電信號傳輸給智能控制單元進行分析處理，從而計算出焊點在水平面或垂直面的移動距離和方向，然後智能控制單元再控制機械傳動單元驅動機械臂移動對焊點進行跟蹤。具體來說，焊點在水平面上的移動距離和方向如下確定，如圖1所示(圖中只標明一對傳感器A和B，還有一對傳感器未標出)，其中一對成對裝置的傳感器A和B與焊點C 之間的距離分別為a和b，當焊點在一個水平面內移動時，在該水平面內有一條AB連線的投影線為y軸，另一對成對的光電式傳感器的連線的投影線為χ軸，χ軸和y軸互相垂直， 焊點在該平面內所有的移動軌跡都可以投射到χ軸和y軸上，即焊點在該平面內所有的運動都可以由χ軸和y軸上的運動合成而成。當焊點的移動軌跡投射到y軸上，在y軸上焊點的位置有變化時，傳感器A和B與焊點C之間的距離a和b也會有變化，一個變大一個變小，傳感器A和B感應到的焊點弧光的強弱也會產生變化，一個變強一個變弱，傳感器A和 B所感應到的焊點弧光的強弱其差值也會有變化，其差值與預先設定值的差值比較，其變化的正負代表了焊點在y軸上移動的方向，其變化的大小代表了焊點在y軸上移動的距離，這些變化的信息都可以以光電式傳感器A和B依據所感應到的焊點弧光的強弱輸給智能控制單元1的電信號來體現。焊點的移動軌跡投射到χ軸上有位置變化時與投射到y軸上有位置變化是一樣的處理過程。當焊點位置在垂直於該水平面的高度方向有變化時，則依據四個光電式傳感器7 感應到的焊點弧光的強弱同時變大或同時變小來判斷，如同時變大則表示焊點向上移動， 如同時變小則表示焊點向下移動，與預先設定值比較其差值的大小表示了焊點移動距離的大小。每一個光電式傳感器7都依據所感應到的焊點弧光的強弱輸出一個電信號給智能控制單元1，智能控制單元1依據兩對成對裝置的四個光電式傳感器7傳來的四個電信號進行分析處理，計算出焊點移動的方向和距離，並據此控制機械傳動單元3驅動機械臂5 移動，當每個光電式傳感器7感應到的焊點弧光的強弱與預先設定值相同時，停止機械臂5 的移動。該預先設定值為在每一次開始自動跟蹤定位前，抽風口罩6與焊點的起始相對位置可由人工任意調整至達到最佳焊煙抽取效果為止，此時開焊之後各光電式傳感器7感應到的焊點弧光強弱的初始值即為預先設定值。
權利要求
1.一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置，包括焊煙抽風管，其特徵在於，還設有跟蹤控制系統，所述跟蹤控制系統由一組光電式傳感器、智能控制單元、機械傳動單元、機械臂構成，光電式傳感器與智能控制單元相連，智能控制單元與機械傳動單元相連，機械傳動單元與機械臂相連，焊煙抽風管固定於機械臂上，所述光電式傳感器設於裝置在機械臂端部的抽風口罩上。
2.根據權利要求1所述的能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置，其特徵在於，所述光電式傳感器為紫外傳感器、紅外傳感器或可見光傳感器。
3.根據權利要求1所述的能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置，其特徵在於，所述抽風口罩上設有一組共四個獨立且相同的光電式傳感器，所述光電式傳感器設置在所述抽風口罩的圓周上，並且相鄰光電式傳感器之間距離相等。
4.一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集方法，其特徵在於，包括以下步驟i、布設在抽風口罩上設置一組光電式傳感器；j、設定預設值人工調整抽風口罩與焊點的起始相對位置，達到最佳焊煙抽取效果，然後控制智能控制單元記錄每個光電式傳感器所感應到的焊點弧光的強弱作為初始值；k、定位當焊點移動後，將每個光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱通過電信號傳輸給智能控制單元進行分析處理，從而計算出焊點在水平面或垂直面的移動距離和方向， 然後智能控制單元再控制機械傳動單元驅動機械臂移動對焊點進行跟蹤。
5.根據權利要求4所述的能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集方法，其特徵在於，所述抽風口罩上設有一組共四個獨立且相同的光電式傳感器，所述光電式傳感器設置在所述抽風口罩的圓周上，並且相鄰光電式傳感器之間距離相等。
6.根據權利要求4所述的能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集方法，其特徵在於，所述焊點在水平面上的移動距離和方向如下確定成對的光電式傳感器A和光電式傳感器B與焊點C之間的距離分別為a和b，當焊點在一個水平面內移動時，在該水平面內有一條AB連線的投影線為y軸，另一對成對的光電式傳感器的連線的投影線為χ軸，χ軸和y軸互相垂直，焊點在該平面內所有的移動軌跡都可以投射到χ軸和y軸上，當焊點移動投射到y軸上有位置變化時，則光電式傳感器A和B與焊點C之間的距離a和b亦會產生變化，一個變大一個變小，則光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱亦會產生變化，一個變強一個變弱，則光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱其差值與預設值的差值比較亦會產生變化，其差值變化的大小代表了焊點在y軸上移動的距離，其差值變化的正負代表了焊點在y軸上移動的方向，其差值變化的大小和正負依據光電式傳感器A和B所感應到的焊點弧光的強弱輸給智能控制單元的電信號來體現。焊點的移動投射到χ軸上有位置變化時與投射到y軸上有位置變化是一樣的處理過程。垂直面上的移動距離和方向如下確定依據四個光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱同時變大或同時變小來判斷，如同時變大則表示焊點向上移動，如同時變小則表示焊點向下移動，與預先設定值比較其差值的大小表示了焊點移動距離的大小。
全文摘要
一種能對焊點自動跟蹤定位的焊煙收集裝置和方法，其焊煙收集裝置，包括跟蹤控制系統和焊煙抽風管，跟蹤控制系統包括一組光電式傳感器、智能控制單元、機械傳動單元、機械臂，其焊煙收集方法是，利用裝置在抽風口罩上不同位置的各光電式傳感器來感應焊點所發出的可見光、紅外線或紫外線，焊點移動與各光電式傳感器距離的變化能夠使各光電式傳感器感應到的焊點弧光的強弱產生變化，每一個光電式傳感器都依據所感應到的焊點弧光強弱輸出一個電信號給智能控制單元，計算出焊點移動的方向和距離，控制機械傳動單元驅動機械臂移動，本發明工作效率高，能耗小，設備成本低，能自動實現焊點的跟蹤。
文檔編號B08B15/04GK102266862SQ20111021173
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者李洗明, 歐建伏 申請人:凱天環保科技股份有限公司