一种利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置

本实用新型涉及焊接自动化技术领域，具体为一种利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置。

背景技术：

焊接：被焊工件的材质(同种或者异种)，通过加热、加压，或两者并用，用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间结合而形成永久性连接的工艺过程，焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属，而在使用的过程中，现有的利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置存在很多问题或缺陷：

传统的利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置在实际使用中，在自动化焊接领域中，大多数采用激光传感器跟踪焊缝技术，但是该技术容易受到弧光的干扰，并且不适合铝合金、镁合金等有色金属焊接过程中的焊缝自动跟踪，而同时具有体积大、价格高等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置，包括调节组件、检测组件和存放组件，所述调节组件的底部固定安装有检测组件，所述检测组件的内部贯穿安装有焊枪，所述调节组件的两侧皆固定安装有限位组件，所述限位组件的顶部固定安装有顶座，所述限位组件的底部固定安装有存放组件，所述存放组件的顶部活动安装有v型坡口焊件，所述存放组件的底部活动安装有支撑组件。

优选的，所述调节组件包括刻度板，刻度板底部的两侧皆固定安装有支撑板，支撑板之间固定安装有滑杆，滑杆的表面等距设置有滑套，滑套的顶部皆贯穿安装有调节栓。

优选的，所述检测组件包括固定架，固定架内部的两侧等距安装有超声波接收器，超声波接收器之间等距安装有超声波发射器。

优选的，所述限位组件包括挡板，挡板的内部贯穿设置有内螺纹套，内螺纹套的内部贯穿安装有螺纹杆，螺纹杆的一侧固定安装有限位板。

优选的，所述存放组件包括工作台，工作台的顶部固定设置有软垫，工作台的底部等距设置有固定槽，固定槽的表面皆活动安装有固定栓。

优选的，所述支撑组件包括底座，底座的底部等距设置有防滑垫，底座的顶部等距安装有隔离杆。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置，具有以下优点：

(1)通过在调节组件的底部固定安装有检测组件，能够利用超声波发射模块中的两个垂直于水平面的超声波发射器每隔0.01s同时发射超声波，然后两道超声波分别打到v型坡口的两边，反射的超声波信号被超声波接收器接收，该长方形接收板上阵列的排布着多个很小的超声波接收器，然后将超声波信号转化为电压信号传输到控制模块，通过控制模块计算出两道声波的路程，再通过控制模块比较两道声波的路程，焊枪是否在横向距离偏离焊缝中心，与此同时，外接电压传感器采集到电弧的电压信号经过滤波电路传输到控制端，形成电压信号的波形图，通过与设定的电压参数进行对比，确认焊枪的高度是否符合参数的规定，最后通过拧松调节栓，接着利用滑套在滑杆的表面进行左右移动，调节焊枪的位置，接着利用十字滑块调整焊枪高度，再利用刻度板辅助工作人员进行调整工作，超声波发射器具有其它传感器不具有的优点，如弧焊条件下对强弧光、强电场、强磁场、烟雾等干扰不敏感，同时具有体积小、经久耐用、价格低廉等特点；

(2)通过在调节组件的两侧皆固定安装有限位组件，能够利用橡胶软垫对v型坡口焊件进行支撑，接着旋转螺纹杆，然后利用螺纹杆在内螺纹套的内部进行左右移动，从而带动限位板对不同尺寸的v型坡口焊件进行限位，拆装简单；

(3)通过在存放组件的底部活动安装有支撑组件，在本装置进行工作时，能够利用固定槽与隔离杆进行活动连接，接着拧紧固定栓进行固定，然后利用防滑垫底部设置有防滑纹来增加地面的摩擦力，防止本装置发生侧滑，从而提高本装置的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的检测组件第一局部立体图；

图3为本实用新型的检测组件第二局部立体图；

图4为本实用新型的调节组件局部结构示意图；

图5为本实用新型的限位组件局部结构示意图；

图6为本实用新型的存放组件局部结构示意图。

图中：1、调节组件；101、调节栓；102、滑杆；103、刻度板；104、支撑板；105、滑套；2、限位组件；201、螺纹杆；202、挡板；203、内螺纹套；204、限位板；3、检测组件；301、超声波发射器；302、固定架；303、超声波接收器；4、v型坡口焊件；5、存放组件；501、工作台；502、固定槽；503、软垫；504、固定栓；6、支撑组件；601、底座；602、隔离杆；603、防滑垫；7、顶座；8、焊枪。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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。

请参阅图1-6，本实用新型提供的一种实施例：一种利用超声波和电压传感器跟踪焊缝中心的装置，包括调节组件1、检测组件3和存放组件5，调节组件1的底部固定安装有检测组件3，检测组件3包括固定架302，固定架302内部的两侧等距安装有超声波接收器303，超声波接收器303之间等距安装有超声波发射器301，调节组件1包括刻度板103，刻度板103底部的两侧皆固定安装有支撑板104，支撑板104之间固定安装有滑杆102，滑杆102的表面等距设置有滑套105，滑套105的顶部皆贯穿安装有调节栓101，检测组件3的内部贯穿安装有焊枪8；

具体的，如图1、图3和图4所示，使用时，通过在调节组件1的底部固定安装有检测组件3，能够利用超声波发射模块中的两个垂直于水平面的超声波发射器301每隔0.01s同时发射超声波，然后两道超声波分别打到v型坡口的两边，反射的超声波信号被超声波接收器303接收，该长方形接收板上阵列的排布着多个很小的超声波接收器303，然后将超声波信号转化为电压信号传输到控制模块，通过控制模块计算出两道声波的路程，再通过控制模块比较两道声波的路程，焊枪8是否在横向距离偏离焊缝中心，与此同时，外接电压传感器采集到电弧的电压信号经过滤波电路传输到控制端，形成电压信号的波形图，通过与设定的电压参数进行对比，确认焊枪8的高度是否符合参数的规定，最后通过拧松调节栓101，接着利用滑套105在滑杆102的表面进行左右移动，调节焊枪8的位置，接着利用十字滑块调整焊枪8高度，再利用刻度板103辅助工作人员进行调整工作，超声波发射器301具有其它传感器不具有的优点，如弧焊条件下对强弧光、强电场、强磁场、烟雾等干扰不敏感，同时具有体积小、经久耐用、价格低廉等特点，进行焊缝自动跟踪所需要的理论公式如下：

h2＝h-h1

l＝vt＝b1+b2

b1＝x1+x2

h1＝b3sin(2α-90°)

h为第一组横向超声波信号在接收器上的高度，h1为反射的超声波在接收器上的高度，h2为横向超声波和反射超声波的高度差值，v为声波速度，t为垂直超声波发射器301信号发射到接收的时间，b1为发射器到接收器的距离，b2为声波信号发射到焊缝距离，b3为声波信号反射到接收器的距离，x1为焊枪8在发射器平面投影到发射器的距离，x2为焊枪8在发射器平面投影到接收器的距离，α为被测v型坡口的角度，h1为第二组反射的超声波信号在接收器上的高度，△h为两组超声波传感器的反射信号高度差值，△x为焊枪8焊缝偏离焊缝中心的横向距离，其中焊缝偏离焊缝中心的横向距离和v型坡口的角度是未知的，其余的参量为已知或者可以间接计算得出，超声波发射器301通过导线与外接电源进行电性连接，超声波接收器303通过导线与外接电源进行电性连接；

调节组件1的两侧皆固定安装有限位组件2，限位组件2包括挡板202，挡板202的内部贯穿设置有内螺纹套203，内螺纹套203的内部贯穿安装有螺纹杆201，螺纹杆201的一侧固定安装有限位板204，限位组件2的顶部固定安装有顶座7，限位组件2的底部固定安装有存放组件5，存放组件5包括工作台501，工作台501的顶部固定设置有软垫503，工作台501的底部等距设置有固定槽502，固定槽502的表面皆活动安装有固定栓504；

具体的，如图5和图6所示，使用时，通过在调节组件1的两侧皆固定安装有限位组件2，能够利用橡胶软垫503对v型坡口焊件4进行支撑，接着旋转螺纹杆201，然后利用螺纹杆201在内螺纹套203的内部进行左右移动，从而带动限位板204对不同尺寸的v型坡口焊件4进行限位，拆装简单；

存放组件5的顶部活动安装有v型坡口焊件4，存放组件5的底部活动安装有支撑组件6，支撑组件6包括底座601，底座601的底部等距设置有防滑垫603，底座601的顶部等距安装有隔离杆602；

具体的，如图1所示，使用时，通过在存放组件5的底部活动安装有支撑组件6，在本装置进行工作时，能够利用固定槽502与隔离杆602进行活动连接，接着拧紧固定栓504进行固定，然后利用防滑垫603底部设置有防滑纹来增加地面的摩擦力，防止本装置发生侧滑，从而提高本装置的稳定性。

工作原理：使用时，首先，通过在调节组件1的底部固定安装有检测组件3，能够利用超声波发射模块中的两个垂直于水平面的超声波发射器301每隔0.01s同时发射超声波，然后两道超声波分别打到v型坡口的两边，反射的超声波信号被超声波接收器303接收，该长方形接收板上阵列的排布着多个很小的超声波接收器303，然后将超声波信号转化为电压信号传输到控制模块，通过控制模块计算出两道声波的路程，再通过控制模块比较两道声波的路程，焊枪8是否在横向距离偏离焊缝中心，与此同时，外接电压传感器采集到电弧的电压信号经过滤波电路传输到控制端，形成电压信号的波形图，通过与设定的电压参数进行对比，确认焊枪8的高度是否符合参数的规定，最后通过拧松调节栓101，接着利用滑套105在滑杆102的表面进行左右移动，调节焊枪8的位置，接着利用十字滑块调整焊枪8高度，再利用刻度板103辅助工作人员进行调整工作，超声波发射器301具有其它传感器不具有的优点，如弧焊条件下对强弧光、强电场、强磁场、烟雾等干扰不敏感，同时具有体积小、经久耐用、价格低廉等特点；

其次，通过在调节组件1的两侧皆固定安装有限位组件2，能够利用橡胶软垫503对v型坡口焊件4进行支撑，接着旋转螺纹杆201，然后利用螺纹杆201在内螺纹套203的内部进行左右移动，从而带动限位板204对不同尺寸的v型坡口焊件4进行限位，拆装简单；

最后，通过在存放组件5的底部活动安装有支撑组件6，在本装置进行工作时，能够利用固定槽502与隔离杆602进行活动连接，接着拧紧固定栓504进行固定，然后利用防滑垫603底部设置有防滑纹来增加地面的摩擦力，防止本装置发生侧滑，从而提高本装置的稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。