一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统技术方案

本实用新型专利技术涉及自动化焊接领域，具体涉及一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统。该系统对焊接时的工件进行实时扫描并获取工件表面数据信息，与焊前原始数据对比，实现实时监测工件外观形状保证工件质量的功能。系统包括STM32单片机，ZLDS200二维激光传感器，电源模块，LCD12864显示屏，声光报警模块，焊接机器人主控单元，蓝牙模块HC

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统


[0001]本技术涉及自动化焊接领域，具体涉及一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统。该系统在焊接时对工件进行实时线激光扫描，扫描后可获取工件表面的几何数据信息，再与焊接前的原始数据进行对比处理，以此实现实时监测工件变形和倾斜的功能。

技术介绍

[0002]如今，随着焊接机器人技术的发展和广泛应用，其焊接时焊接工件几何形状的正确及焊接后工件整体质量的保证受到越来越多的重视。在传统的焊接过程中，工件在被焊接时，靠近焊缝区域的温度较高，受热膨胀也较大，但该区域加热的金属却经常会受到周围温度相对较低区域的金属的阻止而不能自由膨胀伸缩，因此导致焊接工件存在残余应力和残余变形，进而影响工件的外观、精度及机械性能，甚至影响产品的使用。又或是焊接时工件由于某些原因发生倾斜，同样影响产品的最终效果。因此在焊接过程中对焊接工件的变形和倾斜进行实时监测具有非常重要的现实意义及未来市场前景。
[0003]在传统的焊接工件表面变形检测方法中，多数是人工操作，如在焊接工件表面贴应变片，这种检测方法的测量结果会存在较大误差，且无法对工件进行实时变形检测。本系统基于STM32单片机并应用ZLDS200二维激光传感器可在焊接时对焊接工件表面进行实时监测，当工件发生变形或倾斜时声光报警模块将会发出报警信号进行提示。因而该系统减少了人工检测操作，提高了检测质量和效率，并能更早的发现产品变形或倾斜，避免了因工件变形后继续焊接而造成的更多焊接材料的损失浪费，具有一定的经济效益。

技术实现思路

[0004]技术的目的是设计一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统，该系统能够在焊接时对焊接工件表面进行实时扫描，然后将获取的工件表面数据发送给STM32单片机进行对比处理判断，再配合声光报警模块，进而完成焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警提示功能。
[0005]为了实现上述目的，本技术的技术方案如下：
[0006]一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统，其特征在于，该系统包括STM32单片机，电源模块，ZLDS200二维激光传感器，LCD12864显示屏，声光报警模块，焊接机器人主控单元，蓝牙模块HC
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06，智能手机；如图1，所述ZLDS200二维激光传感器的输出端与STM32单片机的输入端相连，用于将ZLDS200二维激光传感器扫描获取的工件表面数据发送给STM32单片机，进行扫描数据与原始数据的对比处理；所述电源模块为STM32单片机最小系统板提供5V电压；所述声光报警模块的输入端与STM32单片机的输出端相连，用于将STM32单片机的数据信号发送给声光报警模块，以发出报警信号提示当前工件发生了变形或倾斜；所述LCD12864显示屏的输入端与STM32单片机的输出端相连，用于将STM32
单片机的数据信息和报警信息发送给LCD12864显示屏，进而可在LCD12864显示屏上直接显示数据信息和报警信息，更加的直观；所述焊接机器人主控单元的输入端与STM32单片机的输出端相连，用于将STM32单片机的控制信号发送给焊接机器人主控单元，以控制焊接机器人立即停止焊接作业；所述蓝牙模块HC
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06可建立STM32单片机和智能手机之间的通信，用于STM32单片机将报警信号发送给智能手机，以方便工作人员能够实时掌握工业现场的作业情况，并及时查看发出报警信号后的现场状况。
[0007]本技术的有益效果如下
[0008]1.应用ZLDS200二维激光传感器对焊接时的工件进行实时扫描并获取工件表面的数据信息，实现了工件变形或倾斜的实时监测功能，具有实时性并提高了检测质量和效率；
[0009]2.采用声光报警模块并结合焊接机器人主控单元，实现了当工件变形或倾斜时立即报警并停止焊接作业的功能，进而避免造成更多焊接材料的损失浪费，降低了次品率，具有一定的经济效益；
[0010]3.采用LCD12864显示屏，能够显示数据处理信息和报警信息，更加的直观，以方便工作人员检修工件的非正常情况；
[0011]4.采用蓝牙模块HC
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06和智能手机，可以使工作人员及时发现报警并第一时间处理作业现场。
附图说明
[0012]图1是本技术一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统结构图；
[0013]图2是本技术提供的实施工作流程图；
[0014]图3是本技术提供的工件倾斜特征示意图；
[0015]图4是本技术提供的工件不规则纵横向收缩变形特征示意图；
[0016]图5是本技术提供的工件表面发生凹凸波浪变形特征示意图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术做进一步详细说明。
[0018]如图1所示，本技术是一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统，其特征在于，该系统包括STM32单片机，电源模块，ZLDS200二维激光传感器，LCD12864显示屏，声光报警模块，焊接机器人主控单元，蓝牙模块HC
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06，智能手机。
[0019]如图3、4、5所示，本技术是一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统，其特征在于，当焊接工件在焊接时发生变形或倾斜，工件表面的几何形状或摆放位置会发生相应的物理变化，因此应用所述的ZLDS200二维激光传感器对焊接工件进行实时扫描并获取其表面变化的数据信息，再与焊接前的原始数据对比即可产生判断结果。
[0020]如图2所示，该系统的工作原理是：ZLDS200二维激光传感器在焊接时进行激光扫描并获取工件表面的数据信息，然后传送给STM32单片机，与焊接前工件表面的原始数据进行对比处理，若无异常则继续焊接作业，而当检测出获取的数据信息与工件表面的原始数据有较大异样时，则认为工件表面此时发生变化，即焊接工件在焊接时发生变形或倾斜，然
后STM32单片机将数据处理后产生的信号发送给声光报警模块和LCD12864显示屏，声光报警模块发出报警提示焊接工件发生变形或倾斜，而LCD12864显示屏则显示工件的数据处理信息和报警信息，同时STM32单片机也将控制信号发送给焊接机器人主控单元，焊接机器人主控单元响应信号后立即停止焊接作业，此外STM32单片机也将报警信号通过蓝牙模块HC
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06发送给智能手机，以便于工作人员能够及时发现焊接工件的变形或倾斜，并及时检修工业现场的焊接作业情况。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的焊接工件变形和倾斜的实时监测及报警系统，其特征在于，该系统包括STM32单片机，电源模块，ZLDS200二维激光传感器，LCD12864显示屏，声光报警模块，焊接机器人主控单元，蓝牙模块HC
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06，智能手机；所述ZLDS200二维激光传感器的输出端与STM32单片机的输入端相连接，所述电源模块端口与STM32单片机端口相连接，所述声光报警模块的输入端与STM32单片机的输出端相连接，所述LCD12864显示屏的输入端与STM32单片机的输出端相连接，所述焊接机器人主控单元的输入端与STM32单片机的输出端相连接，所述蓝牙模块HC
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06...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宏韬，李浩，李秀兰，于微波，马雪，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：新型
国别省市：