專利名稱：焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到一種傳感器，尤其是一種非接觸式、智能化、集焊縫位置檢測和焊槍距離工件的相對高度的跟蹤檢測為一體的焊縫位置檢測、焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器。
背景技術(shù)：
焊接是人們進行科研生產(chǎn)活動常用到的一種加工手段，為了保證焊接質(zhì)量，隨著焊接自動化的發(fā)展，焊縫自動跟蹤顯得越來越重要。人們采用編程來跟蹤控制焊接過程中焊縫的運動軌跡，但在批量生產(chǎn)中由于工件的加工誤差、熱變形、夾具的不精確等因素，得來的軌跡也未必總是焊縫的實際位置。目前能夠?qū)笜尵嚯x工件的相對高度跟蹤檢測傳感器，有接觸式和非接觸式兩種，接觸式的觸桿接觸和電極接觸，由于觸桿長期與工作摩擦，會導(dǎo)致壽命縮短，非接觸式的有電磁式、渦流式以及光學(xué)式等，這類傳感器體積大、可靠性不夠高，抗沖擊能力差。上述傳感器還有一個共同的不足，既是功能單一，能檢測焊縫則不能檢測焊槍距離工件的相對高度；反之能檢測焊槍距離工件的相對高度的不能檢測焊縫。本發(fā)明人在先申請的專利號ZL200320116511.7、名稱為永磁式巨磁磁阻焊槍與工件的相對位置檢測傳感器，也只能檢測焊槍距離工件的相對高度。因此，發(fā)明一種既能檢測焊縫，又能檢測距離工件的高度的雙功能傳感器，對發(fā)展高質(zhì)量自動化焊接意義重大。
(三)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是要向公眾提供一種檢測精度高、可靠性強、能同時實現(xiàn)焊接加工自動化過程中焊槍與工件之間的高度跟蹤檢測和焊縫變化軌跡檢測的一種焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器。
本新型傳感器由GMR敏感頭、永磁體、高頻反射式接收傳感器、電路模塊、航空插座頭和外殼組成，兩個GMR敏感頭固裝在外殼內(nèi)腔的底部，在兩GMR敏感頭之間配裝有高頻反射式接收傳感器，兩永磁體分別固裝在兩GMR敏感頭的上方，距GMR敏感頭6mm～10mm位置，電路模塊為貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊，GMR敏感頭的信號輸出端和高頻反射式接收傳感器的信號輸出端分別與固裝在外殼內(nèi)腔的貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊兩個輸入端連接，航空插座頭固裝在外殼的端蓋上，貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊的輸出電纜線與航空插座頭連接。
本實用新型采用的GMR敏感頭為5×2.5mm四柵至5×10.0mm二十四柵的高技術(shù)GMR巨磁制成的敏感磁頭。
本實用新型采用的的永磁體其剩余磁感應(yīng)強度為0.5×103至50×103Gs的NdFeB或SmCo永磁體。
本實用新型采用GMR巨磁敏感磁頭，它的靈敏度很高，可以極容易地敏感出納特級微弱磁場，GMR電阻隨焊槍與工件(母材)之間的氣隙磁通量變化而變化，通過GMR上的電位差變化可獲得焊槍與工件的相對高度的變化量，通過該變化量可以控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整的范圍大小，實現(xiàn)焊槍懸浮高度跟蹤；通過高頻反射接收器的電平變化可以獲得焊槍與焊縫軌跡的相對偏移變化量，以便焊槍正確、可靠跟蹤焊縫，達到智能化焊接目的。集焊縫位置檢測和焊槍距離工件的相對高度跟蹤檢測敏感頭和放大電路以及高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、輸出接口電路為一體，數(shù)據(jù)處理能力強，檢測精度高、抗干擾能力強、抗沖擊強度高、體積小、性價比高。焊槍懸浮度高檢測范圍為0～15mm，焊縫寬度檢測范圍為0～10mm，安裝調(diào)試方便、實用。


圖1是本實用新型電氣原理框圖；圖2是本實用新型實施例的主視圖；圖3是本實用新型實施例的側(cè)視圖。
圖中1、8敏感磁頭，2、7永磁體，3高頻反射式接收器，4貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊，5航空插座頭，6外殼
具體實施方式
如圖2所示，兩GMR敏感頭(1)和(8)與高頻反式射接收器(3)位于外殼(6)內(nèi)腔的底部，GMR敏感頭(1)和(8)由5×2.5mm四柵的巨磁磁阻GMR制成，并用高強度的橡膠劑將它牢固地粘接在襯底上。將剩余磁感應(yīng)強度為0.5×103的NdFeB永磁體(2)和(7)裝在GMR敏感頭(1)和(8)的上方，兩者之間的距離為6mm。GMR敏感頭(1)和(8)的工作電源由高精度穩(wěn)壓模塊供給，它的輸出端與貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-485輸出接口電路模塊(4)的輸入端用導(dǎo)線連接起來，然后再用一條四芯同軸電纜與外部連接，電纜中兩根用于通信接口電路的輸出，另外兩根用于電源。將貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊(4)輸出的兩根電纜線用焊接方法將它們固定在XS12型航空插座(5)上，該插座(5)用螺釘與外殼的端蓋連接，該端可拆卸，端蓋和外殼(6)也是用兩顆M3的螺釘固定，電源線和信號線為1.5m長，這些引線的兩端分別接在XS12型航空插座頭(5)上，通電調(diào)試，GMR敏感頭(1)和(8)工作電源為5V DC，工作電流小于10mA。高頻反射式接收傳感器(3)的工作電源為±15V DC，工作電流1.0A。高頻反射接收傳感器(3)的信號輸出端與貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊(4)的另一輸入端連接。參數(shù)調(diào)整好之后，在殼內(nèi)澆鑄環(huán)氧樹脂，將電路模塊(4)與GMR敏感磁頭(1)和(8)、高頻反射接收傳感器(3)永磁體(2)和(7)固定為一體。參照圖1，本實用新型的電氣工作原理是將GMR敏感頭(1)、(8)高度傳感器和高頻反射接收傳感器(3)接收到的信號經(jīng)輸入放大器放大后，傳輸?shù)礁咝阅芪⑻幚砥鬟M行采樣及處理，最后將處理結(jié)果通過通信接口(MAX488)輸出，復(fù)位及看門狗電路主要是在高性能微處理器受到干擾而運行不正常時，自動使高性能微處理器回到正常運行狀態(tài)，高精密電源主要向高性能微處理器和傳感器輸入放大器等提供工作電源。
權(quán)利要求1.一種焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器，包括GMR敏感頭(1、8)、剩余磁感應(yīng)強度為0.5×103至50×103Gs的NdFeB或SmCo永磁體(2、7)、電路模塊(4)、航空插座頭(5)和外殼(6)，兩個5×2.5mm四柵至5×10.0mm二十四柵的高技術(shù)GMR巨磁制成的GMR敏感頭(1、8)固裝在外殼(6)內(nèi)腔的底部，其特征是在兩GMR敏感頭(1、8)之間配裝有高頻反射式接收傳感器(3)，兩永磁體(2、7)分別固裝在兩GMR敏感頭(1、8)的上方，距GMR敏感頭(1、8)6mm～10mm，GMR敏感頭(1、8)的信號輸出端和高頻反射式接收傳感器(3)的信號輸出端分別與固裝在外殼(6)內(nèi)腔的電路模塊(4)的兩個輸入端連接，電路模塊(4)的輸出電纜線與固裝在外殼(6)端蓋上的航空插座頭(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器，其特征是所述的電路模塊(4)為貼裝式集成運算放大電路、高精度單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、RS-488輸出接口電路模塊。
專利摘要一種焊縫位置檢測焊槍懸浮高度跟蹤檢測雙功能傳感器，包括GMR敏感頭、電路模塊、航空插座頭和外殼，兩GMR敏感頭固裝在外殼內(nèi)腔的底部，在兩GMR敏感頭之間配裝有高頻反射式接收傳感器，兩永磁體固裝在GMB敏感頭的上方，距GMR敏感頭6mm～10mm位置，GMR敏感頭的信號輸出端和高頻反射式接收傳感器的信號輸出端分別與固裝在外殼內(nèi)腔的信號放大、數(shù)據(jù)采集與處理、通信接口電路模塊的兩個信號輸入端連接，電路模塊的輸出電纜線與固裝在外殼端蓋上的航空插座頭連接。本新型數(shù)據(jù)處理能力強，檢測精度高、抗干擾能力強、抗沖擊強度高、體積小、性價比高；焊槍懸浮度高檢測范圍為0～15mm，焊縫寬度檢測范圍為0～10mm，安裝調(diào)試方便、實用。
文檔編號G01B7/00GK2881535SQ20052003641
公開日2007年3月21日 申請日期2005年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月2日
發(fā)明者朱名日, 蔣存波 申請人:桂林電子工業(yè)學(xué)院