CN205342132U - 一种自动焊接和视觉检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动焊接和视觉检测设备，包括：控制柜，该控制柜上面设置有装夹工装带夹紧装置，用于夹紧固定需要焊接的产品；装夹工装带夹紧装置的上方设置有视觉焊锡装置，视觉焊锡装置分别与XYZ三轴平台伺服控制装置连接，该XYZ三轴平台伺服控制装置控制视觉焊锡装置在左右、前后以及上下方向运动。该XYZ三轴平台伺服控制装置的一侧设置有控制***，用于控制所述的自动焊接和视觉检测设备的自动运行；由设置在控制***下方的启动按钮控制所述的自动焊接和视觉检测设备的启动和关闭。还包括R轴步进控制装置，用于控制控制视觉焊锡装置以焊锡头的中心轴为中心做圆周旋转运动。

Description

一种自动焊接和视觉检测设备

技术领域

本实用新型涉及一种自动焊接和视觉检测设备，属于自动化设备技术领域。

背景技术

在汽车、电子、通讯等领域中广泛应用的自动焊接装置，焊点可能存在焊缝不完整、表面凹痕、表面突起、表面飞溅等焊接缺陷，采用传统的涡流检测效果不理想，漏检率较高，为避免产品的品质隐患，现有技术中通常由操作工人利用放大镜进行检测，但是这难以完全避免人为误差，而且一定程度上降低了生产效率。

随着计算机视觉技术和光电技术得到飞速的发展，已经出现了一种新的检测技术——计算机视觉检测技术，所谓视觉检测就是检测被测目标时，把图像当作检测和传递信息的手段或载体加以利用的检测方法，其目的是从图像中提取有用的信号，它是以现代光学为基础，融光电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的现代检测技术。由于计算机视觉***可以快速获取大量信息，而且易于与设计信息及加工控制信息集成，基于视觉检测技术的仪器设备能够实现智能化、数字化、小型化、网络化和多功能化，具备在线检测、实时分析、实时控制的能力，在军事、工业、商业、医学等领域得到广泛关注和应用。视觉检测是计算机视觉众多应用中最为重要的领域之一，现代视觉理论和技术的发展，不仅在于模拟人眼能完成的功能，更重要的是它能完成人眼所不能胜任的工作，所以视觉技术作为当今最新技术，在电子、光学和计算机等技术不断成熟和完善的基础上得到了突飞猛进的发展。视觉检测技术的目的在于：提高检测的安全性和可靠性；加强产品质量监控；提高生产的柔性和自动化程度。在一些特定的应用场合或人工视觉难以满足要求的场合，常常用计算机视觉来替代人工视觉，实验表明，在大批量工业生产过程中，用视觉检测方法比用人工视觉检测方法可以获得更高的精度和效率，原因在于人工视觉检测者的疲劳和非一致性，而且很多检测任务对于人工来说费时和费工，对于一些精密零件的几何参数的检测，还需借助于昂贵的精密仪器，使检测成本大为提高。据报道人工检测最多只能够达到80％的有效性。相比之下，视觉检测可以保证产品检测的一致性，它不仅能够检测产品是否合格，而且还能够检测出具体的偏差值，进而实现对产品生产过程中出现的质量问题进行监控、分析和统计。

现有技术中视觉检测设备与自动焊接装置的配合不够合理，二者无法同步工作，实际工况条件存在焊缝表面反差小、照明不足、工件表面反光性强、工作空间狭窄、焊接缺陷尺寸小等困难，使得视觉检测设备识别的分辨率和响应速度无法满足实际需求，所获取的视觉图像质量也无法保证。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种新型的自动焊接和视觉检测设备。

本实用新型所述的自动焊接和视觉检测设备包括：包括：控制柜，该控制柜上面设置有装夹工装带夹紧装置，用于夹紧固定需要焊接的产品；装夹工装带夹紧装置的上方设置有视觉焊锡装置，所述视觉焊锡装置包括焊锡头和视觉相机，视觉焊锡装置分别与XYZ三轴平台伺服控制装置连接，所述XYZ三轴平台伺服控制装置连接在控制柜上设置的支撑立柱上，该XYZ三轴平台伺服控制装置控制视觉焊锡装置在左右、前后以及上下方向运动。

进一步的，该XYZ三轴平台伺服控制装置的上方还设置有排烟口，用于排出焊接产生的烟气。

进一步的，该XYZ三轴平台伺服控制装置的一侧设置有控制***，用于控制所述视觉焊锡装置的自动运行；由设置在控制***下方的启动按钮控制所述的自动焊接和视觉检测设备的启动和关闭。

进一步的，所述的XYZ三轴平台伺服控制装置包括Z轴伺服控制装置和XY轴伺服控制装置，Z轴伺服控制装置用于控制视觉焊锡装置在上下方向上运动，XY轴伺服控制装置用于控制视觉焊锡装置在左右及前后方向上运动。

进一步的，所述XYZ三轴平台伺服控制装置的中的Y轴伺服控制装置包括设置在支撑立柱上的驱动电机，所述驱动电机上驱动连接有第一驱动半轴，所述第一驱动半轴驱动左侧皮带转动，所述第一驱动半轴通过联轴器连接有第二驱动半轴，所述第二驱动半轴驱动右侧皮带转动，所述左侧皮带和右侧皮带均分别和视觉焊锡装置固定架固定连接。

进一步的，所述装夹工装带夹紧装置包括设置在控制柜上的可滑动的若干顶紧块，所述顶紧块之间通过滑杆进行连接，所述顶紧块之间设置有零件定位装置。

进一步的，所述的自动焊接和视觉检测设备还包括R轴步进控制装置，所述R轴步进控制装置的控制电机通过啮合齿轮驱动视觉焊锡装置以焊锡头的中心轴为中心做圆周旋转运动。

进一步的，所述的视觉相机包括光源和CCD相机，光源和CCD相机与第一步进电机固定连接，第一步进电机带动光源和CCD相机运动；焊锡头与第二步进电机固定连接，第二步进电机带动焊锡头运动；第一步进电机和第二步进电机上方设置有气缸。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：

本实用新型所述的自动焊接和视觉检测设备结构合理，视觉焊锡装置同步工作，由共同的XYZ三轴平台伺服控制装置驱动，使得视觉检测设备识别的分辨率和响应速度能够满足实际需求，减少了人工使用量，提高了工作效率，同时提高了产量。

附图说明

图1为本实用新型所述的自动焊接和视觉检测设备的结构示意图。

图2为XYZ三轴平台伺服控制装置的结构示意图。

图3为视觉相机和焊锡头的结构示意图；

图4为右侧皮带和第二驱动半轴端部连接的放大图；

图5为本实用新型的主视图。

其中，附图标记的含义为：

1-控制柜，2-焊锡头，3-XYZ三轴平台伺服控制装置，31-Z轴伺服控制装置，32-XY轴伺服控制装置，4-排烟口，5-显示器，6-控制***，7-启动按钮，8-装夹工装带夹紧装置，9-R轴步进控制装置，10-气缸，11-第一步进电机，12-CCD相机，13-光源，14-第二步进电机；15、顶紧块；16、滑杆；17、零件定位装置；18、支撑立柱；19、视觉焊锡装置固定架；20、指示装置；21、右侧皮带；22、从动齿轮；23、主动齿轮；24、第二驱动半轴；25、联轴器；26、左侧皮带。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1到图5所示，本实用新型所述的自动焊接和视觉检测设备包括：包括：控制柜1，该控制柜1上面设置有装夹工装带夹紧装置8，用于夹紧固定需要焊接的产品；装夹工装带夹紧装置的上方设置有视觉焊锡装置，所述视觉焊锡装置包括焊锡头2和视觉相机，视觉焊锡装置分别与XYZ三轴平台伺服控制装置3连接，所述XYZ三轴平台伺服控制装置3连接在控制柜1上设置的支撑立柱18上，该XYZ三轴平台伺服控制装置3控制视觉焊锡装置在左右、前后以及上下方向运动。

进一步的，该XYZ三轴平台伺服控制装置3的上方还设置有排烟口4，用于排出焊接产生的烟气。

该XYZ三轴平台伺服控制装置3的一侧设置有控制***6，用于控制所述的自动焊接和视觉检测设备的自动运行。控制***6可以采用PLC–PC，HMI(人机接口)，并由设置在控制***6下方的启动按钮7控制所述的自动焊接和视觉检测设备的启动和关闭，在控制柜上设置的显示器5可以方便该检测设备的控制操作。

如图2所示，所述的XYZ三轴平台伺服控制装置3包括Z轴伺服控制装置31和XY轴伺服控制装置32。Z轴伺服控制装置31用于控制焊锡头2和视觉相机在上下方向上运动，XY轴伺服控制装置32用于控制焊锡头2和视觉相机在左右及前后方向上运动。

进一步的，所述XYZ三轴平台伺服控制装置3的中的Y轴伺服控制装置包括设置在支撑立柱18上的驱动电机，所述驱动电机上驱动连接有第一驱动半轴，所述第一驱动半轴驱动左侧皮带26转动，所述第一驱动半轴通过联轴器25连接有第二驱动半轴24，所述第二驱动半轴24驱动右侧皮带21转动，所述左侧皮带26和右侧皮带21均分别和视觉焊锡装置固定架19固定连接。由于第一驱动半轴通过联轴器和第二驱动半轴24连接，大大增强了该检测设备运行的平稳以及稳定。

进一步的，所述装夹工装带夹紧装置8包括设置在控制柜1上的可滑动的若干顶紧块15，所述顶紧块15之间通过滑杆16进行连接，所述顶紧块15之间设置有零件定位装置17。由于顶紧块15之间是通过滑杆16进行连接，也就是说顶紧块15之间可以根据零件定位装置17的体积大小不同进行调整，最后再将零件定位装置17进行定位，这种设置大大增强了该设备的适用性，使其可紧固多种零件定位装置17。

进一步的，所述的自动焊接和视觉检测设备还包括R轴步进控制装置，R轴步进控制装置9通过啮合齿轮22(具体如图5中的主动齿轮和从动齿轮啮合)驱动视觉焊锡装置以焊锡头的中心轴为中心做圆周旋转运动。

如图3所示，视觉相机包括光源13和CCD相机12，CCD是英文Charge-coupledDevice的简称，中文称为电荷耦合元件，CCD相机是本领域通用的科技术语，指代的是本领域通用的一种光数转化元件。光源13和CCD相机12与第一步进电机11固定连接，第一步进电机11带动光源13和CCD相机12运动；焊锡头2与第二步进电机14固定连接，第二步进电机14带动焊锡头2运动；第一步进电机11和第二步进电机14上方设置有气缸10。

所述的自动焊接和视觉检测设备的工作流程为：

1.人工手动将产品放入装夹工装带夹紧装置8中；

2.人工按下启动按钮7；

3.装夹工装带夹紧装置8自动将产品在工装中定位好；

4.视觉相机开始检测焊接线(每个焊接点)

5.包括焊锡头2在内的焊锡***自动进行焊锡(每个焊接点)

6.视觉相机检测焊锡点(每个焊锡点)

7.人工手动将焊锡完成的产品下料。

本实用新型的控制柜上还设置有指示装置20，可以对加工状态进行指示，比如机器出现故障，则发出红色闪烁，机器处于正常状态则表示机器正常运行，提高了加工的安全性。

综上所述，即为本实用新型实施例内容，而显然本实用新型的实施方式并不仅限于此，其可根据不同应用环境，利用本实用新型的功能实现相应的需求。

Claims (8)

1.一种自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，包括：控制柜，该控制柜上面设置有装夹工装带夹紧装置，用于夹紧固定需要焊接的产品；装夹工装带夹紧装置的上方设置有视觉焊锡装置，所述视觉焊锡装置包括焊锡头和视觉相机，视觉焊锡装置分别与XYZ三轴平台伺服控制装置连接，所述XYZ三轴平台伺服控制装置连接在控制柜上设置的支撑立柱上，该XYZ三轴平台伺服控制装置控制视觉焊锡装置在左右、前后以及上下方向运动。

2.根据权利要求1所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，该XYZ三轴平台伺服控制装置的上方还设置有排烟口，用于排出焊接产生的烟气。

3.根据权利要求2所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，该XYZ三轴平台伺服控制装置的一侧设置有控制***，用于控制所述视觉焊锡装置的自动运行；由设置在控制***下方的启动按钮控制所述的自动焊接和视觉检测设备的启动和关闭。

4.根据权利要求3所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，所述的XYZ三轴平台伺服控制装置包括Z轴伺服控制装置和XY轴伺服控制装置，Z轴伺服控制装置用于控制视觉焊锡装置在上下方向上运动，XY轴伺服控制装置用于控制视觉焊锡装置在左右及前后方向上运动。

5.根据权利要求4所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，所述XYZ三轴平台伺服控制装置的中的Y轴伺服控制装置包括设置在支撑立柱上的驱动电机，所述驱动电机上驱动连接有第一驱动半轴，所述第一驱动半轴驱动左侧皮带转动，所述第一驱动半轴通过联轴器连接有第二驱动半轴，所述第二驱动半轴驱动右侧皮带转动，所述左侧皮带和右侧皮带均分别和视觉焊锡装置固定架固定连接。

6.根据权利要求5所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，所述装夹工装带夹紧装置包括设置在控制柜上的可滑动的若干顶紧块，所述顶紧块之间通过滑杆进行连接，所述顶紧块之间设置有零件定位装置。

7.根据权利要求6所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，所述的自动焊接和视觉检测设备还包括R轴步进控制装置，所述R轴步进控制装置的控制电机通过啮合齿轮驱动视觉焊锡装置以焊锡头的中心轴为中心做圆周旋转运动。

8.根据权利要求7所述的自动焊接和视觉检测设备，其特征在于，所述的视觉相机包括光源和CCD相机，光源和CCD相机与第一步进电机固定连接，第一步进电机带动光源和CCD相机运动；焊锡头与第二步进电机固定连接，第二步进电机带动焊锡头运动；第一步进电机和第二步进电机上方设置有气缸。