【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于低压电工材料加工，具体涉及一种基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备及运行方法。
技术介绍
1、目前市面上传统的中频直流逆变电源焊机在机构原理上较为简单，主要组成部分包括工作台、中频逆变电源等装置，电气控制系统往往只有一些简单的脚踏开关、交流接触器、小型中间继电器、电源开关、限位开关及运行按钮组成，这些电气部件组成的电气控制系统能够满足一般的手动操作生产要求。对于操作者而言，在设备正常运行的情况下，需要实时关注银基组件的质量问题，定时检验银基组件的外形尺寸、银点溢出、银点位置、银点表面瑕疵等情况，耗费了大量的时间精力；此外，人工操作的工作效率极低，存在误操作导致次品率的增加，降低了产品效益。传统中频直流逆变电源焊机存在的诸如速度慢、效率低，无法实现自动检测产品外观及尺寸、计数控制停机、次品分离等缺陷，严重制约着银基组件生产工艺的发展，也无法提高企业的生产效率、降低人工成本。因此，研究如何减少人为干预，提高银基组件自动化焊机的运行效率及在线检测分离次品、遇故障自动停机等问题成为本领域关注的焦点。
2、如公开号为cn 116100211 a的中国专利技术专利申请公开了一种自动化焊接系统及焊接方法，包括plc、中央处理器、电源模块、视觉模块和执行系统，所述执行系统包括机械人手臂和焊接系统，其特征在于，所述焊机系统设置在机器人手臂上，所述plc连接中央处理器，中央处理器与plc、电源模块、视觉模块、执行系统通讯连接，视觉模块采集待焊接工件的焊缝数据，并传递给plc，plc分析采集的数据并与数据库匹配，plc发送
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备及运行方法，利用plc的逻辑控制功能，通过结合ccd图像处理器和剪切装置，解决传统中频直流逆变电源焊系统中不能自动检测产品外观及尺寸、次品分离的缺陷。
2、为解决上述问题，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、一种基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，包括plc控制器，以及从放料盘到收料盘依次设置的铜带定位装置，其用于接收plc控制的信号，并定位固定铜带；
4、焊接机构，其包括银带送料装置和上下电极焊接装置，银带送料装置用于接收plc控制的信号，并提供银带送料功能；上下电极焊接装置用于接收plc控制的信号，并与银带送料装置联合工作，对银点接触放电焊接；
5、银点剪切力检测机构，其用于对工件施加一定的压力检测银点是否虚焊，并反馈给plc控制器；
6、尺寸外观在线检测机构，其用于采集工件的图像，并分析处理图片的尺寸信息，把处理结果信号传给plc控制器；
7、剪切装置，其接收plc控制器的信号，负责切断不合格的工件；
8、铜带送料装置，其接收plc控制器的信号，负责铜带的送料。
9、作为上述方案的优选方案
10、所述铜带定位装置包括两个u型检测传感器、定位顶针、定位气缸和机械固定机构；所述定位气缸设置于机械固定机构上，定位顶针与定位气缸的输出连接、且位于铜带下方，u型检测传感器设于定位气缸上检测气缸动作的到位情况。
11、优选的，所述银带送料装置包括伺服控制器及伺服电机、传动联轴器、凸轮送料器，伺服控制器及伺服电机的输出轴经传动联轴器与凸轮送料器连接，凸轮送料器与银带连接。
12、优选的，所述上下电极焊接装置的电源系统主要由中频逆变控制器和变压器组成；所述中频逆变控制器包括三相电源输入模块、igbt模块、电源驱动模块、主控板和编程器，所述变压器包括次级电流互感器、温度传感器和变压线圈；交流380v电源输入三相电源输入模块，转换为直流电输入igbt模块，igbt模块由主控板控制电源驱动模块来驱动，igbt模块的两路输出分别经电流互感器接到变压线圈输入端，变压线圈输出端经次级电流互感器接到上电极、下电极；igbt模块的两路输出分别经电流互感器还接到主控板，温度传感器检测变压器并输入到主控板，次级电流互感器检测到的焊接次级电流输入到主控板；主控板还与编程器、plc控制器通信。
13、优选的，所述银点剪切力检测机构包括均与plc控制器连接的气缸和压力传感器，气缸的输出与压力传感器连接。
14、优选的，所述尺寸外观在线检测机构包括ccd图像处理器、支架、显示器和相机，相机、显示器和ccd图像处理器设置于支架上，相机与ccd图像处理器连接、且位于工件上方，ccd图像处理器分别与plc控制器、显示器连接。
15、优选的，所述铜带送料装置包括伺服控制器及伺服电机、和送料滚轮，伺服控制器及伺服电机的输出端与送料滚轮连接，送料滚轮夹住铜带实现铜带滚动送料。
16、本专利技术还公开了一种基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备的运行方法，包括以下步骤：
17、(1)进行铜带定位，然后待焊接银点运送至焊接工位，进行放电焊接；
18、(2)完成焊接动作后，铜带下移一个工位，进入银点剪切力检测工位，每次定额施加一定的压力检测银点是否虚焊，如有虚焊，则标记ng；
19、(3)完成剪切力检测后铜带下移到外观尺寸检测工位，通过ccd图像检测进行相关瑕疵识别，如有瑕疵，则标记ng；
20、(4)完成图像在线检测后进入剪料工位，如步骤(2)和/或步骤(3)的工位检测出产品标记有ng，则在该工位把标记ng的工件剪掉，避免残次品进入良品中；完成工件的焊接及质量检测；铜带的每次移动，都是通过铜带送料装置控制完成。
21、作为上述方案的优选，
22、步骤(3)的实现过程包括以下步骤，
23、(31)ccd设定：分别设置像素、采样频率；
24、(32)注册图像：对正常完好的样品进行手动触发拍照，把采集到的模板图像进行保存，为后续检测提供快速匹配；
25、(33)窗口设置：取x抽方向上的三个特征点进行窗口识别设置，分别为x1、x2和x3；这三个窗口都使用边缘位置的图像检测工具，x1的滤波器算法为对比度转换和二值化；
26、通过滤波器处理后获得当前x轴像素值为x1；x2的滤波器算法为对比度转换和平均化；
27、通过滤波器处理后获得当前x轴像素值为x2；x3的滤波器算法为对比度转换和收缩；
28、通过滤波器处理后获得当前x轴像素值为x3，计算银点x轴方向的像素：δx＝x3-x2。
29、(34)位置补正：当工件画面发生偏移时，进行基准矫正；以x1为参考位置，x2与x3以x1为补正参考，采样的图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：包括PLC控制器，以及从放料盘到收料盘依次设置的
2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述铜带定位装置包括两个U型检测传感器、定位顶针、定位气缸和机械固定机构；所述定位气缸设置于机械固定机构上，定位顶针与定位气缸的输出连接、且位于铜带下方，U型检测传感器设于定位气缸上检测气缸动作的到位情况。
3.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述银带送料装置包括伺服控制器及伺服电机、传动联轴器、凸轮送料器，伺服控制器及伺服电机的输出轴经传动联轴器与凸轮送料器连接，凸轮送料器与银带连接。
4.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述上下电极焊接装置的电源系统主要由中频逆变控制器和变压器组成；
5.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述银点剪切力检测机构包括均与PLC控制器连接的气缸和压力传感器，气缸的输出与压力传感器连接。
6.根
7.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述铜带送料装置包括伺服控制器及伺服电机、和送料滚轮，伺服控制器及伺服电机的输出端与送料滚轮连接，送料滚轮夹住铜带实现铜带滚动送料。
8.基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备的运行方法，其特征在于：步骤(3)的实现过程包括以下步骤，
10.根据权利要求8所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备的运行方法，其特征在于：步骤(4)中，铜带送料装置中伺服电机编码器的运行方法为：铜带送料过程，伺服电机编码器对应角度由0°开始60°结束；铜带定位过程，伺服电机编码器对应角度由61°开始85°结束；然后进行送银点及银点送料到位检测，伺服电机编码器对应角度由86°开始160°结束；接下来进行银点焊接，伺服电机编码器对应角度由161°开始200°结束；再进行剪切力检测，伺服电机编码器对应角度由201°开始240°结束；再接着进行CCD图像检测，伺服电机编码器对应角度由241°开始300°结束；最后进行上死点检测，伺服电机编码器对应角度由301°开始360°结束。
...【技术特征摘要】
1.基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：包括plc控制器，以及从放料盘到收料盘依次设置的
2.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述铜带定位装置包括两个u型检测传感器、定位顶针、定位气缸和机械固定机构；所述定位气缸设置于机械固定机构上，定位顶针与定位气缸的输出连接、且位于铜带下方，u型检测传感器设于定位气缸上检测气缸动作的到位情况。
3.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述银带送料装置包括伺服控制器及伺服电机、传动联轴器、凸轮送料器，伺服控制器及伺服电机的输出轴经传动联轴器与凸轮送料器连接，凸轮送料器与银带连接。
4.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述上下电极焊接装置的电源系统主要由中频逆变控制器和变压器组成；
5.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述银点剪切力检测机构包括均与plc控制器连接的气缸和压力传感器，气缸的输出与压力传感器连接。
6.根据权利要求1所述的基于视觉检测的银基合金材料自动焊接设备，其特征在于：所述尺寸外观在线检测机构包括ccd图像处理器、支架、显示器和相机，相机、显示器和ccd图像处理器设置于支架上，相机与...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁有明，熊健华，刘思尧，李镇鹏，颜君波，唐彬，
申请(专利权)人：桂林金格电工电子材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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