CN106956068A - 视觉引导螺柱焊接系统 - Google Patents

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温俊贤
李琦
刘青
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Abstract

本发明公开了视觉引导螺柱焊接系统，包括操作工位、螺柱焊接机构、视觉机构、支架以及控制中心，螺柱焊接机构包括设置在操作工位两侧的螺柱焊接机器人及其机器人控制柜，螺柱焊接机器人末端安装有螺柱焊枪，螺柱焊枪分别通过送料管和电缆连接至螺柱焊机；视觉机构包括设置在螺柱焊接机器人末端的视觉装置及其视觉工控机，视觉装置包括相机和激光位移传感器。本发明提供一种具有视觉引导功能的汽车螺柱焊接系统，本系统视觉装置采用2D平面图像摄取和3D激光扫描技术结合的方法，使视觉引导更精确、更快速，通过视觉引导功能，可以代替人力进行汽车的螺柱焊接工作，适用于不同车型，实现螺柱焊接的自动化生产，加快了自动化生产进程。

Description

视觉引导螺柱焊接系统
技术领域
本发明涉及汽车制造技术领域，尤其涉及一种视觉引导螺柱焊接系统。
背景技术
螺柱焊（stud welding）是将螺柱一端与板件或管件表面接触，通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力完成焊接的方法。螺柱焊相对于其他焊接方法的优点，在于焊接功率上，对于批量生产的工件，效率较高。
随着汽车制造技术的发展及其不断提高的性能要求，螺柱焊作为汽车生产所必需的一道工序，应用越来越广泛。然而，采用螺柱焊接技术生产产品也有缺点，例如成型精度不高，不易形成自动化，人工或半自动作业效率低，对于高精度、高焊接质量的产品，手工焊接难以保证质量，因此，螺柱焊接技术必须向着过程自动化，智能化方向发展，通过自动化、智能化技术提高焊接质量稳定性、提高编程工作效率等一系列问题。
本发明提供一种具有视觉引导功能的螺柱焊接系统，可以通过视觉引导功能自动完成汽车顶部边缘螺柱焊接，适用于多种不同车型的焊接作业。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有视觉引导功能的螺柱焊接系统，可以代替人力进行复杂多样的螺柱焊接工作，实现螺柱焊接的自动化生产。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：视觉引导螺柱焊接系统，包括
用于螺柱焊接的操作工位，所述操作工位包括平台，平台上表面设有升降装置和用于驱动升降装置的升降电机，升降电机驱动升降装置将不同类型工件举升到同一焊接高度；
用于焊接工件的螺柱焊接机构，所述螺柱焊接机构包括对称设置在操作工位相对两侧的螺柱焊接机器人及其机器人控制柜，螺柱焊接机器人末端安装有螺柱焊枪，螺柱焊枪枪头垂直向下设置，且分别通过送料管和电缆连接至螺柱焊机；
用于引导螺柱焊接机构的视觉机构，视觉机构包括设置在螺柱焊接机器人末端的视觉装置及其视觉工控机，视觉装置包括与螺柱焊枪枪头方向相同的相机和激光位移传感器，相机和激光位移传感器通过导线连接至视觉工控机；
用于支撑所述电缆、导线、送料管的支架，所述支架包括与地面固定连接的立杆，立杆外设有横向支撑，立杆上端插接有伸缩立柱，伸缩立柱上端设有平衡杆，平衡杆上设有滑块，滑块底部设有用于支撑送料管的吊钩，滑块上部设有用于固定电缆的卡槽，平衡杆末端设有限位挡块；
用于系统控制的控制中心，所述控制中心分别与所述升降电机、机器人控制柜、螺柱焊机、视觉工控机电连接。
本发明的有益效果是：提供一种具有视觉引导功能的汽车螺柱焊接系统，本系统视觉装置采用2D平面图像摄取和3D激光扫描技术结合的方法，实现焊接位置的精确、快速定位，螺柱焊接位置误差保证±0.5mm以内，通过视觉引导功能，可以代替人力进行汽车的螺柱焊接工作，适用于不同车型，实现螺柱焊接的自动化生产，加快了自动化生产进程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中视觉装置的结构示意图；
图3为图1中支架的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示，视觉引导螺柱焊接系统，包括
操作工位1，用于放置汽车车身，并将车身调节至焊接所需位置，所述操作工位包括平台11，平台11上表面设有升降装置12和用于驱动升降装置12的升降电机13，升降电机13驱动升降装置12将不同车型的车身举升到同一焊接高度；
螺柱焊接机构2，所述螺柱焊接机构2包括对称设置在操作工位1相对两侧的螺柱焊接机器人21及其机器人控制柜22，螺柱焊接机器人21末端安装有螺柱焊枪23，螺柱焊枪23枪头垂直向下设置，且分别通过送料管和电缆连接至螺柱焊机24；
视觉机构3，用于引导螺柱焊接机构2的自动化作业，视觉机构包括设置在螺柱焊接机器人23末端的视觉装置31及其视觉工控机32，视觉装置31设置在螺柱焊枪23一侧，且包括与螺柱焊枪24枪头方向相同的相机33和激光位移传感器34，相机33和激光位移传感器34为一体设计，相机33和激光位移传感器34通过导线连接至视觉工控机32；
支架4，用于支撑所述电缆、导线、送料管，所述支架4包括与地面固定连接的圆柱状立杆41，立杆41外设有横向支撑42，立杆41上端插接有伸缩立柱43，伸缩立柱43上端设有水平设置的平衡杆44，平衡杆44上设有可沿平衡杆44滑动的滑块45，滑块45底部设有用于支撑送料管的吊钩46，滑块上部设有用于固定电缆的卡槽47，平衡杆44末端设有限位挡块48；
用于系统控制的控制中心5，所述控制中心5分别与所述升降电机13、机器人控制柜22、螺柱焊机25、视觉工控机32电连接。
控制中心5接收到工作信号，先控制升降电机12和升降装置11将汽车车身调整至特定高度，再控制螺柱焊接机器人21移动至汽车上方，通过激光位移传感器34对工件进行测量，测量信息发送到控制中心5，经运算得出工件的倾斜旋转偏差量，控制中心5控制螺柱焊接机器人根据偏倾斜旋转差量进行姿态调整，然后通过相机33摄取工件平面图像，找到工件上焊接孔位中心位置并将位置信息发送到控制中心5，控制中心5进行水平偏差运算，再控制螺柱焊接机器人21根据水平偏差量水平调整螺柱焊枪23位置，使螺柱焊枪23枪头对准焊接部位，并通过螺柱焊接机构2完成焊接工作。
本实施例提供一种具有视觉引导功能的汽车螺柱焊接系统，本系统视觉装置采用相机33的2D平面图像摄取和激光位移传感器34的3D激光扫描技术结合的方法，使视觉引导更精确、更快速，通过视觉引导功能，可以代替人力进行汽车的螺柱焊接工作，适用于不同车型，实现螺柱焊接的自动化生产，加快了自动化生产进程。
所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

Claims (1)

1.视觉引导螺柱焊接系统，其特征在于，包括
用于螺柱焊接的操作工位，所述操作工位包括平台，平台上表面设有升降装置和用于驱动升降装置的升降电机，升降电机驱动升降装置将不同类型工件举升到同一焊接高度；
用于焊接工件的螺柱焊接机构，所述螺柱焊接机构包括对称设置在操作工位相对两侧的螺柱焊接机器人及其机器人控制柜，螺柱焊接机器人末端安装有螺柱焊枪，螺柱焊枪枪头垂直向下设置，且分别通过送料管和电缆连接至螺柱焊机；
用于引导螺柱焊接机构的视觉机构，视觉机构包括设置在螺柱焊接机器人末端的视觉装置及其视觉工控机，视觉装置包括与螺柱焊枪枪头方向相同的相机和激光位移传感器，相机和激光位移传感器通过导线连接至视觉工控机；
用于支撑所述电缆、导线、送料管的支架，所述支架包括与地面固定连接的立杆，立杆外设有横向支撑，立杆上端插接有伸缩立柱，伸缩立柱上端设有平衡杆，平衡杆上设有滑块，滑块底部设有用于支撑送料管的吊钩，滑块上部设有用于固定电缆的卡槽，平衡杆末端设有限位挡块；
用于系统控制的控制中心，所述控制中心分别与所述升降电机、机器人控制柜、螺柱焊机、视觉工控机电连接。
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