本發明涉及超聲波金屬焊頭齒紋加工技術領域，具體為一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置。

背景技術：

當前，超聲波焊接在工業應用領域非常廣泛，無論是在超聲波金屬焊接還是在超聲波塑膠焊接方面。近年來國家對能源以及環境越來越重視，中國能源業近幾年明顯的轉型，特別是電池行業近年來有著天翻地覆的變化，隨之超聲波金屬焊接行業發展也非常迅速，這直接決定了對超聲波金屬焊頭的需求量非常的巨大，而超聲波金屬焊接中焊頭齒紋是非常至關重要的一個參數，其加工起來工藝也比較復雜，同時也比較耗費人力；隨著超聲波金屬焊接的發展壯大，其焊頭使用量越來越多，而且焊頭齒紋磨損后還可以在原來的基礎上重新加工制作新齒紋，如果使用人工測量和對數值進行加工，其效率非常低下且一致性存在差異，而影響焊接效果。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，包括數控磨床、視覺采集系統、光源系統和控制系統，所述數控磨床內設置焊接臺、焊接機械手，所述焊接臺上設有焊頭放置槽，所述焊頭放置槽內放置有待加工焊頭，所述焊接臺正上方設置視覺采集系統，所述焊接臺下方設置光源系統，所述數控磨床外壁上設置控制系統，所述視覺采集系統、光源系統、焊接機械手分別連接控制系統；

所述視覺采集系統包括相機固定臺、工業相機和數據采集卡，所述工業相機固定安裝在相機固定臺下端，所述工業相機連接數據采集卡；

所述控制系統包括工業計算機，所述工業計算機內設有圖像解析分析處理器、機械手驅動模塊、中央處理器、顯示器、存儲器和報警器；

所述數據采集卡通過圖像解析分析處理器連接中央處理器，所述中央處理器分別連接機械手驅動模塊、顯示器、存儲器和報警器。

優選的，所述光源系統包括有兩條條形光源，所述條形光源電連接標準線性光源模擬電流控制器，所述標準線性光源模擬電流控制器連接中央處理器。

優選的，所述數據采集卡內設有數據放大模塊，所述數據放大模塊包括運算放大器、兩級場效應寬帶放大器，所述運算放大器的一個輸入端分別連接電阻b一端和電容b一端，電容b另一端接地，電阻b另一端分別連接電阻a一端和電容a一端，電容a另一端連接運算放大器的輸出端，運算放大器的另一輸入端分別連接電阻c一端和電阻d一端，電阻c另一端連接電容d一端并接地，電阻d另一端和電容d另一端連接運算放大器的輸出端；所述兩級場效應寬帶放大器的輸出端連接電容e一端，電容e另一端連接電阻f一端，電阻f另一端連接兩級場效應寬帶放大器的負極輸入端，兩級場效應寬帶放大器的負極輸入端還連接電阻g并接地，兩級場效應寬帶放大器的正極輸入端連接電阻e一端，電阻e另一端連接運算放大器輸出端，還包括電容f、電容g、電容h，電容f一端、電容g一端、電容h一端分別接電源端，電容f另一端、電容g另一端、電容h另一端均接地。

優選的，所述工業相機采用具有全局曝光模式的高分辨率面陣工業相機。

優選的，其使用方法包括以下步驟：

a、用治具將半成品焊頭裝夾放入數控磨床的焊頭放置槽內；

b、啟動視覺采集系統和光源系統，工業相機采用焊頭的圖像和尺寸信息，并將采集的信息發送至工業計算機中進行處理，同時將其原點自動校對準確；

c、工業計算機進行分析處理后，根據反饋的尺寸和實際的要求編寫程序輸入數控磨床，并發送控制指令至機械手驅動模塊，機械手驅動模塊驅動焊接機械手對待加工焊頭進行齒紋加工。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)本發明結構原理簡單，自動化程度高，能夠自動測量出所需要加工焊頭的尺寸，而且可以根據所測量的尺寸進行自動編程加工，能夠提升加工精度和效率；同時能夠保證齒紋的一致性，達到穩定的質量滿足市場應用的需要。

(2)本發明采用的視覺采集系統分辨率高，圖像信號采集穩定，能夠分區域多次拍攝，滿足不同檢測精度要求。

(3)本發明采用的光源系統能夠確保圖像采集環境光源均勻恒定、無影，提高圖像采集質量。

(4)本發明中，數據采集卡內設置的數據放大模塊反應靈敏，能夠實現對微弱信號進行放大、且失真度低，進一步提高了數據采集精度。

附圖說明

圖1為本發明整體結構示意圖；

圖2為本發明控制原理圖；

圖3為本發明數據放大模塊原理圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

請參閱圖1-3，本發明提供一種技術方案：一種高效率超聲波金屬焊接焊頭齒紋加工裝置，包括數控磨床1、視覺采集系統、光源系統和控制系統，所述數控磨床1內設置焊接臺2、焊接機械手3，所述焊接臺2上設有焊頭放置槽4，所述焊頭放置槽4內放置有待加工焊頭，所述焊接臺2正上方設置視覺采集系統，所述焊接臺2下方設置光源系統，所述數控磨床1外壁上設置控制系統，所述視覺采集系統、光源系統、焊接機械手3分別連接控制系統；

所述視覺采集系統包括相機固定臺5、工業相機6和數據采集卡7，所述工業相機6固定安裝在相機固定臺5下端，所述工業相機6連接數據采集卡7；其中，工業相機6采用具有全局曝光模式的高分辨率面陣工業相機；本發明采用的視覺采集系統分辨率高，圖像信號采集穩定，能夠分區域多次拍攝，滿足不同檢測精度要求。

所述控制系統包括工業計算機8，所述工業計算機8內設有圖像解析分析處理器9、機械手驅動模塊10、中央處理器11、顯示器12、存儲器13和報警器14；

所述數據采集卡7通過圖像解析分析處理器9連接中央處理器11，所述中央處理器11分別連接機械手驅動模塊10、顯示器12、存儲器13和報警器14。

本發明中，光源系統包括有兩條條形光源15，所述條形光源15電連接標準線性光源模擬電流控制器16，所述標準線性光源模擬電流控制器16連接中央處理器11。條形光源包括多排高亮度led燈、漫反射板以及標準線光源模擬電流控制器，通過標準線光源模擬電流控制器可以調節條形光源的亮度，條形光源安裝高度和角度可調，實現檢測范圍內光源無影均勻分布。本發明采用的光源系統能夠確保圖像采集環境光源均勻恒定、無影，提高圖像采集質量。

本發明中，數據采集卡7內設有數據放大模塊17，所述數據放大模塊17包括運算放大器18、兩級場效應寬帶放大器19，所述運算放大器18的一個輸入端分別連接電阻b2a一端和電容b2b一端，電容b2b另一端接地，電阻b2a另一端分別連接電阻a1a一端和電容a1b一端，電容a1b另一端連接運算放大器18的輸出端，運算放大器18的另一輸入端分別連接電阻c3a一端和電阻d4a一端，電阻c3a另一端連接電容d4b一端并接地，電阻d4a另一端和電容d4b另一端連接運算放大器18的輸出端；所述兩級場效應寬帶放大器19的輸出端連接電容e5b一端，電容e5b另一端連接電阻f6a一端，電阻f6a另一端連接兩級場效應寬帶放大器19的負極輸入端，兩級場效應寬帶放大器19的負極輸入端還連接電阻g7a并接地，兩級場效應寬帶放大器19的正極輸入端連接電阻e5a一端，電阻e5a另一端連接運算放大器18輸出端，還包括電容f6b、電容g7b、電容h8b，電容f6b一端、電容g7b一端、電容h8b一端分別接電源端，電容f6b另一端、電容g7b另一端、電容h8b另一端均接地。運算放大器18對信號進行處理，保證傳輸信號的質量，并通過反饋原理將信號信息放大2倍，然后再傳遞給后面的兩級場效應寬帶放大器19再次對信號進行二次放大，最后再將信號輸出。本發明中，數據采集卡內設置的數據放大模塊反應靈敏，能夠實現對微弱信號進行放大、且失真度低，進一步提高了數據采集精度。

工作原理：a、用治具將半成品焊頭裝夾放入數控磨床的焊頭放置槽內；啟動視覺采集系統和光源系統，工業相機采用焊頭的圖像和尺寸信息，并將采集的信息發送至工業計算機中進行處理，同時將其原點自動校對準確；工業計算機進行分析處理后，根據反饋的尺寸和實際的要求編寫程序輸入數控磨床，并發送控制指令至機械手驅動模塊，機械手驅動模塊驅動焊接機械手對待加工焊頭進行齒紋加工。

本發明結構原理簡單，自動化程度高，能夠自動測量出所需要加工焊頭的尺寸，而且可以根據所測量的尺寸進行自動編程加工，能夠提升加工精度和效率；同時能夠保證齒紋的一致性，達到穩定的質量滿足市場應用的需要。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。