一种焊缝跟踪装置及焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109822194A(43)申请公布日2019.05.31(21)申请号201910067443.5(22)申请日2019.01.24(71)申请人江苏理工学院地址213001江苏省常州市中吴大道1801号(72)发明人杨龙兴杨浩轩蒋新华(74)专利代理机构常州佰业腾飞专利代理事务所(普通合伙)32231代理人王巍巍(51)Int.Cl.B23K9/127(2006.01)B23K9/12(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种焊缝跟踪装置及焊接方法(57)摘要本发明涉及焊接自动化技术，具体是指一种通过视觉镜头和一字型激光定位器实时采集图像从而进行焊接的焊缝跟踪装置及焊接方法，包括三维伺服控制机械手(1)、跟踪支撑机构(2)、视觉激光定位跟踪组件(3)，所述三维伺服控制机械手(1)包括转动关节一(11)、转动关节二(12)和转动关节三(13)，所述转动关节一(11)、转动关节二(12)和转动关节三(13)依次转动配合，所述跟踪支承机构(2)包括跟踪支撑架(21)和行走轮(22)，所述跟踪支撑架(21)的一端安装在转动关节三(13)的底部，所述跟踪支撑架(21)的底部安装有行走轮(22)。CN109822194ACN109822194A权利要求书1/1页1.一种焊缝跟踪装置，其特征在于：包括三维伺服控制机械手(1)、跟踪支撑机构(2)、视觉激光定位跟踪组件(3)，所述三维伺服控制机械手(1)包括转动关节一(11)、转动关节二(12)和转动关节三(13)，所述转动关节一(11)、转动关节二(12)和转动关节三(13)依次转动配合，所述跟踪支承机构(2)包括跟踪支撑架(21)和行走轮(22)，所述跟踪支撑架(21)的一端安装在转动关节三(13)的底部，所述跟踪支撑架(21)的底部安装有行走轮(22)，所述视觉激光定位跟踪组件(3)包括连接支架(31)、一字型激光定位器(32)和视觉传感器(33)，所述视觉传感器(33)安装在连接支架(31)的一侧且垂直朝下，所述一字型激光定位器(32)安装在连接支架(31)的另一侧且斜向下朝向视觉传感器(33)方向，所述连接支架(31)安装在跟踪支撑架(21)上，还包括焊枪(4)，所述焊枪(4)也安装在连接支架(31)上。2.根据权利要求1所述的焊缝跟踪装置，其特征在于：所述连接支架(31)与跟踪支撑架(21)可拆式连接且转动配合。3.一种焊缝跟踪装置的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将待焊接板(5)摆放在支撑板(6)上，使得焊接板(5)上的焊缝(7)朝向焊枪(4)；步骤二：三维伺服控制机械手(1)中转动关节一(11)、转动关节二(12)和转动关节三(13)进行位置复位，进而使得焊枪(4)、一字型激光定位器(32)和视觉传感器(33)到达焊缝(7)初始位置；步骤三：实时采集视觉传感器(33)中一字激光定位器所形成的在焊接板(5)上的平面颜色投射线，与支撑板(6)高度差引起的焊缝投射线之间的距离及长度，得到焊缝宽度W、深度h、横向位置L和姿态角度b并通过三维伺服控制机械手(1)的精确换算和位置控制，使得焊枪(4)始终处于焊缝(7)的中心位置，直至整个焊缝焊接完成。2CN109822194A说明书1/3页一种焊缝跟踪装置及焊接方法技术领域[0001]本发明涉及焊接自动化技术，具体是指一种焊缝跟踪装置及焊接方法。背景技术[0002]机器人等自动伺服焊接场合，为克服焊缝大小和截面不一致等不确定因素对焊接质量的影响，提高自动伺服焊接的可靠性，需要机器人等自动伺服机构能在线实时调整位置，确保焊枪对中焊缝中心，保证焊缝成形质量。目前，焊缝跟踪通常采用传感器进行检测，再使用闭环随动系统实时跟踪。焊接用传感器可分为直接电弧式、接触式和非接触式三大类。接触式传感器一般在焊枪前方采用导杆或导轮和焊缝或工件的一个侧壁接触，通过导杆或导轮把焊缝位置的变化通过光电、滑动变阻器、力觉等方式转换为电信号，以供控制系统跟踪焊缝。其特点为不受电弧干扰，工作可靠，成本低，曾在生产中得到过广泛应用，但跟踪精度不高。直接电弧传感器作为一种实时传感器件，与其它类型的传感器相比，具有结构较简单、成本低和响应快等特点，但电弧传感器的缺点是对薄板件的对接和搭接接头，很难跟踪，且无法知晓焊接截面积大小；而单纯的视觉传感器，由于图像受焊接强光、电弧热、飞溅、以及烟雾等多种强烈的干扰，无法精确实时跟踪。发明内容[0003]针对现有技术中的上述不足，本发明提供一种通过视觉镜头和一字型激光定位器实时采集图像从而进行焊接的焊缝跟踪装置及焊接方法。[0004]为实现以上技术目的,本发明的技术方案是:一种焊缝跟踪装置，包括三维伺服控制机械手、跟踪