專利名稱：用于埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種埋弧焊自動跟蹤系統(tǒng)中使用的遙控操作盒，屬于焊接工藝及設(shè)備自動化技術(shù)領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)中，為了實現(xiàn)在焊接過程中對焊縫的自動跟蹤，采用了計算機控制。通過計算機對傳感器所獲取的焊縫圖象進行處理，通過設(shè)定的各種算法，求出焊炬與焊縫之間的實時偏差，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)對焊縫的自動跟蹤。一般用于焊接的自動跟蹤系統(tǒng)，主要是由傳感器，控制箱和執(zhí)行機構(gòu)所組成。在控制箱的面板上都設(shè)有操作控制開關(guān)及按鈕，用于對自動跟蹤系統(tǒng)的控制和調(diào)整。但是為了使用時更方便，例如操作者可以離開控制箱一定距離，到工件面前進行調(diào)整，又都配有遙控操作盒。在遙控操作盒上有與控制箱上相同作用的開關(guān)及按鈕，其作用是在焊接開始前將相應(yīng)的開關(guān)置于手動位置，然后通過面板上的按鈕將傳感器及焊炬的高低及左右位置調(diào)整好。之后再把相應(yīng)的開關(guān)置于自動位置，開始進行自動跟蹤。但是由于在遙控操作盒的面板上沒有顯示屏，因此在跟蹤的過程中到底實時跟蹤的情況如何，是否有出現(xiàn)問題的危險等都不可知。只有當在工件旁看到出現(xiàn)了明顯的偏差時才趕快停機，實際上此時已超出了允許的范圍，產(chǎn)生了焊接質(zhì)量問題，必須對焊縫進行修整。因此在自動跟蹤的過程中，如何能實時監(jiān)控系統(tǒng)跟蹤的真實情況，避免產(chǎn)生一些不必要的麻煩，也是必須要解決的問題，這將使自動跟蹤系統(tǒng)更具有實用價值。
本實用新型的目的是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種用于埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒，該遙控操作盒包括啟動/停止、自動/手動、快速/慢速三個開關(guān)和上、下、左、右四個功能按鈕，并通過I/O接口電路與計算機相連，其特征在于在遙控操作盒上設(shè)有可實時顯示焊縫坡口圖形及其計算機所計算出的焊縫中心位置的液晶顯示屏，所述的液晶顯示屏通過專用接口板與計算機的RS232C串行接口相連。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果由于在遙控操作盒上設(shè)置了液晶顯示屏，不僅能方便的進行啟動/停止、手動/自動跟蹤、快速/慢速的切換以及傳感器的上、下、左、右位置的調(diào)節(jié)，而且能顯示當前焊縫坡口圖形及標志符號，實時監(jiān)控自動跟蹤系統(tǒng)的真實情況，使焊接操作者在工作過程中能對自動跟蹤的情況做到心中有數(shù)，大大提高了對自動跟蹤過程實時監(jiān)控的可靠性和有效性，能及時發(fā)現(xiàn)由于各種干擾所造成的錯誤，及時予以糾正，盡量避免產(chǎn)生大的麻煩，給生產(chǎn)造成損失。同時也減輕了焊接操作者的勞動強度，不必在工件旁一直盯著實際跟蹤的情況。本實用新型還具有操作簡單、體積小、分辨率高、接口方便等優(yōu)點。
圖2為埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)控制原理框圖。
圖3為遙控操作盒上各開關(guān)及按鈕接線原理圖圖4為液晶顯示屏上所顯示的焊縫坡口圖形及標志符號。
圖5主程序流程圖。
圖6遙控操作盒手動控制程序流程圖。
遙控操作盒是用于在生產(chǎn)現(xiàn)場控制整個自動跟蹤系統(tǒng)的計算機輸入輸出設(shè)備。


圖1為該遙控操作盒面板的布置圖，其上部設(shè)有液晶顯示屏，液晶顯示屏用于顯示焊縫信息及監(jiān)控系統(tǒng)的運行情況。實施例中采用KY-D29A型智能液晶顯示屏，可以實時顯示焊縫坡口圖形及其計算機所計算出的焊縫中心位置，該屏提供可與各種微機系統(tǒng)的RS232C串行接口相接的專用接口(如圖2所示)。
中間的三個開關(guān)，一個是啟動/停止開關(guān)，一個是自動/手動開關(guān)，一個是快速/慢速開關(guān)。啟動/停止開關(guān)是控制遙控操作盒工作與否，當扳到停止位置時，遙控操作盒斷電不能工作，而扳到啟動位置時，遙控操作盒可以工作。自動/手動開關(guān)是控制系統(tǒng)處于手動調(diào)整狀態(tài)還是自動跟蹤狀態(tài)，當扳到手動位置時，面板上的快速/慢速開關(guān)及下面的四個按鈕即上、下、左、右四個按鈕有效。下面的四個按鈕是用于手動調(diào)節(jié)焊炬相對焊縫的位置，使焊炬在上、下、左、右四個方向運動，最后將焊炬調(diào)整到合適的位置，做好開始焊接及自動跟蹤的準備。而快速/慢速開關(guān)的作用則是在進行手動調(diào)節(jié)時，用于設(shè)置焊炬運動的速度是快還是慢。實際操作時是當一開始焊炬離合適的位置較遠時，采用快速移動；當接近合適位置時，應(yīng)改為慢速移動。當把自動/手動開關(guān)扳到自動位置時，以上所說的面板上的快速/慢速開關(guān)及下面的四個按鈕即上、下、左、右四個按鈕全部無效。這時系統(tǒng)開始在原地做自動跟蹤。當按下焊接開始按鈕使電弧被引燃并且焊炬開始沿著焊縫移動時，系統(tǒng)將開始對焊縫的自動跟蹤。從把自動/手動開關(guān)扳到自動位置時開始，在液晶顯示屏上就開始顯示線陣CCD傳感器所攝取到的焊縫坡口的圖形，并在圖形上用兩個三角形符號標示出窗口的位置和用一個五角星符號標示出由計算機所尋找到的焊縫中心的位置，圖4為液晶顯示屏上所顯示的焊縫坡口圖形及標志符號。
圖3為遙控操作盒上各開關(guān)及按鈕接線原理圖，遙控操作盒通過一個多芯插頭與控制箱相連接。遙控操作盒上的所有開關(guān)和按鈕都是通過一個I/O接口電路與計算機相接，其控制電路的接線原理圖如圖3所示。圖中的P1--P7七個接點是I/O接口電路的七個端口。K1，K2，K3代表三個開關(guān)，A1，A2，A3和A4代表四個按鈕。該控制電路主要用于產(chǎn)生與不同功能(如手動，自動，開啟，停止等)相對應(yīng)的計算機能識別的輸出信號。由圖3可以看出，由于都是開關(guān)信號，通過按鈕或開關(guān)可以實現(xiàn)各功能信號的產(chǎn)生。為了減少電路的功耗，設(shè)計各開關(guān)的初始狀態(tài)為高電平。當各按鈕有動作時，其相應(yīng)的輸出信號變?yōu)榈碗娖?。計算機通過I/O接口電路讀入各開關(guān)及按鈕的狀態(tài)信息后，控制整個系統(tǒng)開始工作。
在開始焊接前用其手動功能調(diào)整焊炬及其傳感器相對焊縫中心的位置，將焊炬對準焊縫中心，并將焊炬的高度調(diào)整到合適的位置。當開始焊接并開始自動跟蹤時，將開關(guān)搬到自動位置。系統(tǒng)開始自動跟蹤。遙控操作盒的這些功能是由于計算機響應(yīng)相應(yīng)的應(yīng)用程序所至(如圖5所示)。一方面計算機通過專用接口電路將焊縫坡口信號顯示在位于遙控操作盒面板上的液晶顯示屏上。另一方面，為了實現(xiàn)在焊接過程中對焊縫的自動跟蹤，計算機應(yīng)對所接收到的信號圖形進行處理，判斷出實時的焊縫坡口中心，并計算出焊炬與焊縫坡口中心偏差的方向和大小，然后輸出控制指令，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)對焊縫的實時跟蹤。手動控制程序流程圖如圖6所示。根據(jù)由遙控操作盒上的開關(guān)及按鈕傳送的信息，計算機通過接口電路驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，實現(xiàn)焊炬的手動調(diào)節(jié)。當系統(tǒng)工作在自動狀態(tài)時，就啟動自動控制程序。計算機通過接口電路控制整個系統(tǒng)的工作，實現(xiàn)在焊接過程中焊炬對焊縫的自動跟蹤。
權(quán)利要求1.一種用于埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒，該遙控操作盒包括啟動/停止、自動/手動、快速/慢速三個開關(guān)和上、下、左、右四個功能按鈕，并通過I/O接口電路與計算機相連，其特征在于在遙控操作盒上設(shè)有可實時顯示焊縫坡口圖形及其計算機所計算出的焊縫中心位置的液晶顯示屏，所述的液晶顯示屏通過專用接口板與計算機的RS232C串行接口相連。
2.按照權(quán)利要求1所述的埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒，其特征在于所述的液晶顯示屏采用KY-D29A。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒，其特征在于所述的遙控操作盒面板的上部布置液晶顯示屏，其中間為三個開關(guān)，下部為四個功能按鈕。
專利摘要用于埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)的遙控操作盒，包括啟動/停止、自動/手動、快速/慢速三個開關(guān)和上、下、左、右四個功能按鈕以及可實時顯示焊縫坡口圖形及其計算機所計算出的焊縫中心位置的液晶顯示屏，該液晶顯示屏通過專用接口板與計算機的RS232C串行接口相連。本實用新型除具有原遙控操作盒的功能外，還可實時顯示當前焊縫坡口圖形及標志符號，實時監(jiān)控自動跟蹤系統(tǒng)的真實情況，使焊接操作者在工作過程中能對自動跟蹤的情況做到心中有數(shù)，大大提高了對自動跟蹤過程實時監(jiān)控的可靠性和有效性，同時也減輕了焊接操作者的勞動強度，不必在工件旁一直盯著實際跟蹤的情況。本實用新型還具有操作簡單、體積小、分辨率高、接口方便等優(yōu)點。
文檔編號B23K9/10GK2592326SQ0225717
公開日2003年12月17日 申請日期2002年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月29日
發(fā)明者王克爭, 陳新征, 賈高峰 申請人:清華大學(xué)