一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種視頻監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速動車組車體采用重量輕強度高的鋁合金為結(jié)構(gòu)材料，其中車體側(cè)墻、頂棚及地板等通過長大型材采用熔化極氣體保護焊(MIG)焊接成形，由于焊縫長直，易于實現(xiàn)自動化，但是焊接過程中鋁合金型材由于坡口根部間隙、坡口角度、坡口平面度等差異較大，焊接時需焊工根據(jù)坡口情況實時調(diào)整焊接工藝參數(shù)保證焊接質(zhì)量。由于坡口不穩(wěn)定情況及激光跟蹤系統(tǒng)異常等原因，無法保證焊縫質(zhì)量完全合格，甚至造成整個車體的報廢，極大的增加了企業(yè)的成本。為了保證焊接過程安全可靠，不發(fā)生走偏、焊接質(zhì)量異常等問題，每套脈沖MIG龍門焊接系統(tǒng)需要2名焊工監(jiān)守，人力成本高，而且由于焊工必須近距離觀察電弧，工作條件差，勞動強度高。此外，由于只有主手控制示教器，當(dāng)副手發(fā)現(xiàn)焊接異常情況，再反饋給主手操作機器人時，時間差導(dǎo)致焊接異常惡化，導(dǎo)致整個焊接車體報廢。
[0003]鋁合金材料導(dǎo)熱快，焊接熱輸入大，焊接電弧附近溫度高。鋁合金焊接煙塵、飛濺大，視頻觀察困難。鋁合金燃弧、熄弧前后光強變化很大，光強范圍大，傳統(tǒng)的視頻攝像機由于動態(tài)范圍不足，很難同時觀測到電弧、熔池和電弧前方的坡口。綜上，鋁合金焊接通過視頻監(jiān)控焊接過程難度很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型主要目的在于解決上述問題和不足，提供一種可降低人員需求，改善工作環(huán)境，并可獲取清晰易用識別的視頻圖像的高速動車組鋁合金車體自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0006]—種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，包括主控臺、即視控制箱、焊接平臺控制器、攝像頭及防護系統(tǒng)，所述即視控制箱包括攝像頭控制器和用于現(xiàn)場觀察焊縫實時顯示器，所述主控臺包括硬盤錄像機和用于過程觀察焊接過程的遠程顯示器，所述主控臺和即視控制箱分別與所述焊接平臺控制器連接，控制焊接操作，并與所述攝像頭連接獲取監(jiān)控視頻，所述攝像頭通過調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在焊槍焊接方向的前方，并通過所述攝像頭控制器控制所述調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)攝像頭的角度和與焊槍頭的距離。
[0007]進一步的，所述調(diào)節(jié)機構(gòu)包括固定桿，所述固定桿一端固定在焊接機械手臂上，另一端通過角度調(diào)節(jié)件和距離調(diào)節(jié)件與所述攝像頭固定連接。
[0008]進一步的，所述固定桿的端部開設(shè)有弧形滑槽，所述角度調(diào)節(jié)件一端設(shè)有卡扣，所述卡扣嵌入到所述滑槽內(nèi)并可沿所述滑槽滑動調(diào)節(jié)所述攝像頭的角度，另一端與所述距離調(diào)節(jié)件固定連接，所述距離調(diào)節(jié)件水平方向設(shè)上導(dǎo)軌，所述攝像頭通過導(dǎo)軌座在所述導(dǎo)軌上滑動以調(diào)節(jié)與焊槍頭的距離。
[0009]進一步的，所述角度調(diào)節(jié)件和距離調(diào)節(jié)件上具有制動結(jié)構(gòu)，固定攝像頭的角度和位置。
[0010]進一步的，主控臺與一個或多個攝像頭連接，通過硬盤錄像機和所述遠程顯示器收集、顯示并存儲焊接電弧監(jiān)控信息。
[0011]進一步的，所述攝像頭為彩色攝像機，動態(tài)范圍大于140dB。
[0012]進一步的，所述攝像頭的焦距范圍為300mm—350mm。
[0013]進一步的，所述防護系統(tǒng)設(shè)置在所述攝像頭的前端，為附加濾光的全封閉設(shè)計，所述濾光片可定期更換。
[0014]進一步的，所述遠程監(jiān)視器和攝像頭采用75歐姆同軸視頻電纜、光纖和射頻無線傳輸三種方式連接。
[0015]進一步，視頻信號傳輸采用同軸電線傳輸方式，在發(fā)射端及接收端設(shè)有抗干擾器。
[0016]綜上所述，本實用新型提供的一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，攝像頭由調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在焊接機械手臂上，位置固定在焊槍焊接方向的前方，可以實現(xiàn)多角度及距離的調(diào)節(jié)，攝像頭通過專用的防護系統(tǒng)進行防護，避免焊接高溫、飛濺和煙塵的影響，以獲得高清晰焊接監(jiān)控，實現(xiàn)焊接過程中實時監(jiān)控焊接電弧、焊接熔池形態(tài)以及坡口狀況；即視控制箱可實現(xiàn)調(diào)整攝像頭控制器調(diào)整攝像頭監(jiān)控參數(shù)的功能；主控臺實現(xiàn)焊接電弧監(jiān)控信息收集、顯進行存儲，可以同時與多個焊接監(jiān)控攝像頭連接，主控臺與即視控制箱與焊接平臺控制器連接，在焊接過程中出現(xiàn)問題時可及時關(guān)閉出現(xiàn)異常的焊接操作。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:
[0017]1.攝像頭可以實時對焊接電弧、熔池和坡口情況進行監(jiān)控，降低了焊接工人的勞動強度，焊接工作遠離電弧，改善了工作環(huán)境；
[0018]2.通過調(diào)節(jié)機構(gòu)，在距離方向上實現(xiàn)了對焊接過程的防高溫、飛濺和煙塵功能；
[0019]3.通過攝像頭防護系統(tǒng)獲得高清晰的焊接視頻圖像；
[0020]4.可同時對多個焊接電弧進行監(jiān)控、記錄和控制功能；
[0021]5.調(diào)節(jié)機構(gòu)配合防護機構(gòu)確保視頻清晰易用識別。
【附圖說明】
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[0022]圖1:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0023]圖2:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)中攝像頭結(jié)構(gòu)框圖；
[0024]圖3:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭安裝示意圖；
[0025]圖4:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)機械結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0026]圖5:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)節(jié)機械結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0027]圖6:本實用新型一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)攝像頭防護系統(tǒng)示意圖；
[0028]其中:主控臺1，焊接平臺控制器2，即視控制箱3，實時顯示器4，攝像頭控制器5，攝像頭6，固定桿7，角度調(diào)節(jié)件8，距離調(diào)節(jié)件9，防護系統(tǒng)10、鏡筒11，內(nèi)鏡片12，轉(zhuǎn)接環(huán)13，前密封蓋板14，濾光片15，工件16，焊槍頭17，滑槽18，卡扣19，鎖緊件20，導(dǎo)軌21，遠程顯示器22。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0030]如圖1所示為本實用新型提供的一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，包括主控臺1、即視控制箱3、焊接平臺控制器2、攝像頭6和防護系統(tǒng)10，即視控制箱3包括攝像頭控制器5，主控臺1和即視控制箱3與焊接平臺控制器2連接，控制焊接操作，攝像頭6通過調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在焊槍焊接方向的前方，并通過攝像頭控器5控制所述調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)攝像頭6的角度和距焊槍頭17的距離。
[0031]如圖1和圖2所示的本實用新型提供的一種自動焊接在線視頻監(jiān)控系統(tǒng)，即視控制箱5包括攝像頭控制器5和實時顯示器4，即視控制箱3安裝在焊接平臺的一側(cè)，如為龍門焊接平臺，可安裝在龍門架的一側(cè)，攝像頭視頻傳輸和控制線均連接在攝像頭6和攝像頭控制器5上，攝像頭控制器5可以調(diào)整攝像6的角度和距焊槍頭17的距離，實現(xiàn)調(diào)整攝像頭6監(jiān)控參數(shù)的功能，以獲得成像質(zhì)量優(yōu)異的拍攝效果。視頻由攝像頭控制器傳給至即視控制箱3的實時顯示器4和主控臺1的遠程顯示器22上。實時顯示器4可用于現(xiàn)場觀察焊縫，保證調(diào)試時焊接操作工遠離電弧，提高勞動保護水平；遠程顯示器22用來遠程集中觀察焊接過程，一個監(jiān)控人員可以觀察多臺機器人的焊接操作，出現(xiàn)焊接偏差時可以遠程調(diào)整甚至?xí)和：附舆^程。遠程顯示器22和攝像頭6控制的連接可以采用75歐姆同軌視頻電纜、光纖和射頻無線傳輸三種方式連接。圖1中列舉了兩個攝像頭6經(jīng)即視控制箱2同時與一臺主控臺1相連，在實際應(yīng)用中，可根據(jù)需要，主控臺與多個攝像頭6、即視控制箱2連接。
[0032]主控臺1安裝一臺硬盤錄像機，可以根據(jù)現(xiàn)場需要與一個或多個攝像頭6連接，以接入多個焊接電弧圖像信號，同時在主控臺1的遠程顯示器22上顯示和記錄多個焊接監(jiān)控圖像，實現(xiàn)對記錄視頻進行存儲及回放。
[0033]即視控制箱3和主控臺1設(shè)計安裝有急停按鈕，按鈕與焊接平臺控制器2連接，如與焊接平臺控制器2內(nèi)部的BECK0FF模塊連接，當(dāng)焊接過程中出現(xiàn)異常時可立刻按下按鈕半閉電源，控制焊接操作。
[0034]焊接過程的干擾嚴(yán)重，因此視頻信號傳輸采用同軸電線傳輸方式，在發(fā)射端及接收端增加抗干擾器，以減小信號傳輸過程中的干擾。
[0035]如圖3至圖5所示，攝像頭6由調(diào)節(jié)機構(gòu)安裝在焊接機械手臂上，位置固定在焊槍焊接方向的前方，由于待焊工件16背面存在加強筋，空間有限需合理布置安裝支架，經(jīng)計算及實驗，在