Видеосенсорное устройство

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к видеосенсорному устройству, которое может быть использовано при электродуговой сварке шва с произвольной конфигурацией промышленными роботами. Фотоприемная камера (4) закреплена на сварочной горелке (3) и имеет фотоприемник (5) излучения от сварочной дуги, отраженного под углом от освещенной полосы, пересекающей линию соединения вблизи места сварки для получения трехмерной информации о свариваемом соединении, зазоре или сечении разделки и превышении кромок, выполненный на основе ПЗС-матрицы, интерференционный фильтр (6), объектив (7) и сменное входное окно (8). Преобразователь излучения от сварочной дуги в освещенную полосу выполнен в виде экрана (1), закрепленного на сварочной горелке (3) с образованием щели между экраном (1) и свариваемым изделием (11), обеспечивающей прохождение излучение от дуги, отражение его от поверхности свариваемого изделия и попадание на фотоприемную камеру (4). 3 ил.

 

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электродуговой сварке с произвольной конфигурацией шва промышленными роботами.

Известно устройство слежения за сварным швом, с помощью которого производится сканирование точек вокруг горелки датчиком, перемещающимся в плоскости, перпендикулярной оси горелки, по окружности с центром, расположенным на этой оси, при этом измеряется расстояние до поверхности изделия датчиком.

Датчик расстояния представляет собой оптическую систему с импульсным излучателем света, линейным фотоприемником, фильтром, объективом. На фотоприемнике проектируются точки (образы) импульсов излучателя, соответствующих расстоянию до поверхности изделия. При этом получается трехмерное изображение сварной зоны [1].

Недостатком данного устройства является то, что хотя получается трехмерное изображение сварной зоны, пути его реализации представляют техническую сложность и невысокую надежность при эксплуатации.

Наиболее универсален и информативен триангуляционный метод измерения с применением сечения зоны свариваемого соединения световой плоскостью. Одним из наиболее совершенных и компактных видеосенсоров, построенных с использованием метода триангуляции, является видеосенсор, смонтированный в одном корпусе с горелкой. Видеосенсор содержит источник структурированного освещения, состоящий из маломощного инфракрасного лазера и цилиндрической оптики для получения полосы, пересекающей линию соединения, фотоприемник на основе ПЗС-матрицы, интерференционный фильтр, объектив и сменное входное окно [2].

Недостатком данного устройства является сложность оптической системы, использующей дополнительный источник структурированного освещения, состоящий из маломощного инфракрасного лазера и цилиндрической оптики для получения полосы.

Отмеченные недостатки могут быть устранены путем иного конструктивного исполнения видеосенсорного устройства.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является видеосенсорное устройство, содержащее фотоприемник луча, отраженного под углом от освещенной полосы, пересекающей линию соединения вблизи места сварки для получения трехмерной информации о свариваемом соединении, зазоре или сечении разделки и превышении кромок, выполненном на основе ПЗС-матрицы, интерференционный фильтр, объектив, сменное входное окно, устройство снабжено преобразователем излучения сварочной дуги в освещенную полосу, состоящее из корпуса и установленных в нем с возможностью изменения угла поворота щелевой диафрагмой в виде цилиндра с продольным пазом и отражателя в виде цилиндра с плоской гранью [3].

Недостатком данного устройства является сложность оптической системы и незначительная разница освещенности светового потока, падающего на свариваемое изделие непосредственно от сварочной дуги и освещенной полосы, что затрудняет анализ формы стыка в фотоприемной камере.

Технической задачей, на которую направлено предлагаемое изобретение, является упрощение оптической системы и уменьшение освещенности светового потока, падающего на свариваемое изделие непосредственно от сварочной дуги.

Технический результат достигается тем, что видеосенсорное устройство для определения положения сварного шва содержит закрепленную на сварочной горелке фотоприемную камеру, имеющую фотоприемник излучения от сварочной дуги, отраженного под углом от освещенной полосы, пересекающей линию соединения вблизи места сварки для получения трехмерной информации о свариваемом соединении, зазоре или сечении разделки и превышении кромок, выполненном на основе ПЗС-матрицы, интерференционный фильтр, объектив и сменное входное окно, и преобразователь излучения от сварочной дуги в освещенную полосу, преобразователь излучения от сварочной дуги в освещенную полосу выполнен в виде экрана, закрепленного на сварочной горелке с образованием щели между экраном и свариваемым изделием, обеспечивающей прохождение излучения от дуги, отражение его от поверхности свариваемого изделия и попадание на фотоприемную камеру.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема видеосенсорного устройства; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - пример формы освещенной полосы на поверхности свариваемых элементов.

Видеосенсорное устройство состоит из экрана 1, который хомутом 2 закрепляется на сварочной горелке 3. На хомуте 2 установлена также фотоприемная камера 4, которая состоит из фотоприемника 5, интерференционного фильтра 6, объектива 7, сменного входного окна 8.

Устройство работает следующим образом.

В момент образования сварочной дуги и движения электрода 9 по средней линии вдоль стыка 10 излучение от дуги проходит через щель между экраном 1 и свариваемым изделием 11, отражается от поверхности свариваемого изделия 11 и попадает на фотоприемную камеру, проходя через сменное входное окно 8, объектив 7, интерференционный фильтр 6 и фотоприемник 5, производится анализ формы стыка перед точкой сварки и сравнение с эталоном. При недопустимых отклонениях на соответствующие приводы робота поступает команда от ЭВМ для коррекции траектории электрода 9.

Предложенная конструкция видеосенсорного устройства обеспечивает высокую избирательную надежность, позволяющую получить трехмерную информацию о свариваемом соединении при относительно простой оптической системе, а также поддерживать заданную длину дуги по ширине освещенной полосы, образуемой щелью между экраном и свариваемым изделием.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 1348109, кл. В 23 К 9/10, 1987.

2. Leading the way on robot weld guidance // The Industrial Robot. - 1983. - № 2. - P.104-107.

3. Патент РФ № 2155653, кл. В 23 К 9/127, 2000 (прототип).

Видеосенсорное устройство для определения положения сварного шва, содержащее закрепленную на сварочной горелке фотоприемную камеру, имеющую фотоприемник излучения от сварочной дуги, отраженного под углом от освещенной полосы, пересекающей линию соединения вблизи места сварки для получения трехмерной информации о свариваемом соединении, зазоре или сечении разделки и превышении кромок, выполненном на основе ПЗС-матрицы, интерференционный фильтр, объектив и сменное входное окно, и преобразователь излучения от сварочной дуги в освещенную полосу, отличающееся тем, что преобразователь излучения от сварочной дуги в освещенную полосу выполнен в виде экрана, закрепленного на сварочной горелке с образованием щели между экраном и свариваемым изделием, обеспечивающей прохождение излучения от дуги, отражение его от поверхности свариваемого изделия и попадание на фотоприемную камеру.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано для автоматизации контроля рельефа деталей на конвейере Целью изобретения является повышение точности видеоинформации о рельефе деталей Устройство содержит конвейер 1, привод 2 конвейера, элемент синхрон и зации 3, объектив 4, линейку фотоприемников 5, блок усиления видеосигнала 6 блок развертки 7, выходное устройство 8, лазеры 9 и 10, светоделители излучения 11 и 12, Объектив 4, линейка 5, блоки 6, 7 и устройство 8 входят в состав видеоконтрольного блока 13.

Изобретение относится к области робототехники. .

Изобретение относится к робототехнике. .

Изобретение относится к робототехнике и может быть использовано, например, в автоматизированном вакуумном оборудовании по производству изделий микроэлектроники. .

Изобретение относится к робототехнике с системами автоматического управления и может быть использовано при ориентации груза относительно объекта для его последующего закрепления.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для управления транспортными средствами типа робокаров, передвигающихся по непересекающимся трассам-ориентирам.

Изобретение относится к кузнечно-прессовому оборудованию для изготовления крупных поковок с вытянутой осью методом горячей штамповки. .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для управления транспортными средствами типа робокаров, передвигающихся по непересекающимся трассам-ориентирам.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для управления транспортными средствами типа робокаров. .

Изобретение относится к робототехнике. .

Изобретение относится к робототехнике и позволяет повысить точность и устойчивость при больших скоростях изменения нагрузки в процессе работы манипулятора с учетом электрической постоянной времени двигателя.

Изобретение относится к робототехнике и позволяет повысить точность и устойчивость привода при больших скоростях изменения нагрузки в процессе работы манипулятора с учетом электрической постоянной времени двигателя.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электродуговой сварке промышленными роботами с произвольной конфигурацией шва. .

Изобретение относится к робототехнике. .

Изобретение относится к области сварки с помощью электродугового разряда и, более конкретно, к способу и устройству для контроля и к системе управления сваркой во время процесса сварки.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к электродуговой сварке промышленными роботами с произвольной конфигурацией шва. .

Изобретение относится к способу отслеживания кромок перед сваркой и контроля кромок, а также к аппарату для осуществления способа. .

Изобретение относится к устройствам для дуговой сварки и может быть использовано в сварочных автоматах, применяемых в различных отраслях промышленности при сварке нахлесточных швов.

Изобретение относится к сварочному производству, в частности к видеосенсорному устройству, которое может быть использовано при электродуговой сварке шва с произвольной конфигурацией промышленными роботами

Наверх