CN107942466A - 基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，包括外固定壳体，所述外固定壳体的一端轴向分布有一圈内螺纹，所述外固定壳体的表面呈螺旋状分布有磁旋纹，所述外固定壳体通过轴心纵向线处的锁合线相锁合形成筒型完整结构，所述磁吸口与安装在外固定壳体内部上的薄壁深沟球轴承上下相对，所述薄壁深沟球轴承的两侧对称安装有引出模块组，所述锁合线内部贯穿有延伸至外部的螺旋伸缩杆。该基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构在外固定壳体的上方设置有螺旋状分布的磁旋纹，以及锁合线、外磁力线和内磁力线，使外固定壳体在机器人镜头工作时可对应其动作产生无声的结构改变，摒弃了传统的结构连接方式，具有很强的新颖性。

Description

基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构

技术领域

本发明涉及机器人相关设备，特别是涉及基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构。

背景技术

随着工业自动化程度的不断提高，焊接机器人在汽车、重型机械、航空航天、船舶、化工等领域得到了广泛应用。焊接机器人是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，用于工业自动化领域。而焊接机器人在焊接时需要先通过镜头对焊接面进行取像分析定位，才能进行后续的焊接工作，而现有的机器人镜头是直接固定或嵌置于在所述镜头座上，再通过所述镜头座涵盖所述影像传感器，以使镜头的入射光线对正所述影像传感器，从而获得镜头监视范围的撷取影像，这种固定方式在进行多方位取像时只能依靠轴承来改变镜头方向，且容易产生结构损伤，并且工作时会产生噪音，对于工作机器人来说，其焊接精度需要得到严格保证，机器人内部同样安装很多传感类精密电气件，外界乃至自身的结构是否会为自身工作带来影响很重要，而现有的镜头固定方式完全不能体现机器人在焊接工作时的智能化工作需要，同样也无法带来更准确更方便的焊接成品效果。

发明内容

针对上述情况，本发明要解决的技术问题是提供一种具有无噪音的连接结构，且使用寿命长、广阔的取像工作方向的基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构。

其技术方案是：基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，包括外固定壳体，所述外固定壳体的一端轴向分布有一圈内螺纹，所述外固定壳体的表面呈螺旋状分布有磁旋纹，所述外固定壳体通过轴心纵向线处的锁合线相锁合形成筒型完整结构，且锁合线沿外固定壳体的轴心纵向线环绕并与开设在外固定壳体端部的磁吸口相连，所述磁吸口与安装在外固定壳体内部上的薄壁深沟球轴承上下相对，所述薄壁深沟球轴承的两侧对称安装有引出模块组，且引出模块组与输出连接轴传动连接，所述锁合线内部贯穿有延伸至外部的螺旋伸缩杆。

在一实施例中，所述薄壁深沟球轴承上下部的外固定壳体上对称设置有横向延伸的内磁力线和外磁力线，且内磁力线和外磁力线皆断连为两部分，断连部分通过磁力链接。

在一实施例中，所述磁吸口呈环形开设在引位套的外端部，且引位套的另一端部具有可伸缩长度的变焦取像端，所述引位套内套装有呈球形的球形取像镜。

在一实施例中，所述引出模块组包括有第一柔性行架、伸缩柱、定焦片和第二柔性行架，其第一柔性行架滑动安装在伸缩柱上，所述第二柔性行架固定安装在第一柔性行架上，包括可沿第二柔性行架作往返运动的定焦片。

在一实施例中，所述外固定壳体自内螺纹处向内侧延伸并凸出形成具有光滑表面的定位销，所述外固定壳体于锁合线的两端对称开设有四个卡槽，各卡槽以外固定壳体的水平轴心线上下对称分布。

本发明的有益效果是：该基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构在外固定壳体的上方设置有螺旋状分布的磁旋纹，以及锁合线、外磁力线和内磁力线，使外固定壳体在机器人镜头工作时可对应其动作产生无声的结构改变，摒弃了传统具有连接和接触异响的结构连接方式，结构拆装时基本无磨损度产生，具有很强的新颖性，也同步提升了结构的使用寿命；另外更创造性的设置有球形取像镜，具有更加广阔的使用性能，具有使多个关于取像的传感部件安装的性能空间，大幅度提高机器人的焊接操作精准度，同时节省机器人取像位置的结构空间；由于传感部件安装的性能空间得到释放，球形取像镜具有可同时进行多方位取像的工作特性，可同步完成多个工作点的取像工作，大幅度增加了机器人镜头的取像效率。

附图说明

图1是本发明整体剖面结构示意图；

图2是本发明外固定壳体结构立体图；

图3是本发明引出模块组结构放大示意图；

图4是本发明薄壁深沟球轴承结构放大示意图。

具体实施方式

以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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，都属于本发明保护的范围。

本领域普通技术人员将认识到的是，“上端”、“下端”、“外”、“内”等方位用语是针对于附图的描述用语，并不表示对所述权利要求限定的保护范围的限制。

参见图1，如附图中实施例所示，外固定壳体700的一端轴向分布有一圈内螺纹701，通过使圈内螺纹701旋拧对接入机器人工作轴的轴套臂上，将外固定壳体700整体螺连接在机器工作臂上，外固定壳体700自内螺纹701处向内侧延伸并凸出形成具有光滑表面的定位销100，通过定位稍100定位安装基准位置，将四个以外固定壳体700的水平轴心线上下对称分布的卡槽200与和其相对应的机器人工作结构相连接后，得以完成初步的安装对接工作。

参见图2，如附图中实施例所示，对接工作完成后，在外固定壳体700的表面呈螺旋状分布的磁旋纹600与机器人的工作轴相连接，外固定壳体700通过轴心纵向线处的锁合线702相锁合形成筒型完整结构，具有磁旋纹600覆盖的锁合线702一侧的外固定壳体700一部分被圈内螺纹701固定在机器人工作轴的轴套臂上，锁合线702另一侧具有磁旋纹600覆盖的外固定壳体700的另一部分通过锁合线702沿外固定壳体700的轴心纵向线环绕，与自身被螺纹固定的一部分形成磁性连接，这样，当外固定壳体700一端被固定，而另一端被机器人的工作轴所推动，外固定壳体700两端的锁合线702因力被拆离，脱离固定主体的一部分的外固定壳体700通过磁旋纹600产生磁力沿机器人的工作轴按照既定轨道旋动至工作位置。

参见图1，图3，如附图中实施例所示，引出模块组500与输出连接轴800传动连接，输出连接轴800连接与机器人的工作轴相连接，工作时被机器人工作轴带动向外滑出，同时将与输出连接轴800传动连接的引出模块组500一侧拉动，由于引出模块组500固定在外固定壳体700上，拉动时产生的力使锁合线702断开连接，从而使外固定壳体700完成分离工作，为了配合球形取像镜402取像时不断做出的方位变动，提高取像清晰度和准确度，方便取像后机器人的视觉分析模块能够精确地识别出焊枪和焊缝特征坐标，将第一柔性行架501滑动安装在伸缩柱502上，使其可沿伸缩柱502上下自由滑动，并且通过上下高度的改变，使固定安装在第一柔性行架501上的第二柔性行架504的高度同步受到改变，包括改变了可沿第二柔性行架504作往返运动的定焦片503的工作高度，定焦片503的横向和纵向位置通过第一柔性行架501、伸缩柱502和第二柔性行架504的配合支持可跟随球形取像镜402的取像方位做出灵活的状态变化。

参见图4，如附图中实施例所示，在球形取像镜402进行取像工作时，由定焦片503对目标反射出的自然光线进行捕获并放大传递到球形取像镜402处，增加球形取像镜402取像的清晰度，由于球形取像镜402为弧形表面，可将球形取像镜402内部安装多个，或者最少六个取像以及传感装置，如光、声感类传感器、以此大幅度增加机器人镜头对目标物的敏感度，从而提高工作准确精度，球形取像镜402套装在引位套403内部，由引位套403提供外界防护隔离，避免球形取像镜402直接接触到外界，提高其使用寿命的同时，引位套403的另一端部具有可伸缩长度的变焦取像端404，变焦取像端404在球形取像镜402工作时，将细小的焊缝和遗漏点放大并且聚焦在球形取像镜402的视觉窗内，增加了球形取像镜402的有限取像节点长度，球形取像镜402通过变焦取像端404、磁吸口401和外固定壳体700的非固定连接的一端可完成对外界的多向取像工作，大幅度增加了机器人镜头的取像效率。

参见图1，图2，图3，图4，如附图中实施例所示，螺旋伸缩杆900自锁合线702内部贯穿并延伸至外部与机器人输出轴传动连接，所以，在外固定壳体700产生脱离动作时，球形取像镜402通过与机器人输出轴传动连接的螺旋伸缩杆900推动至工作目标处，薄壁深沟球轴承400的两侧对称安装有引出模块组500，球形取像镜402处于薄壁深沟球轴承400的上方，薄壁深沟球轴承400通过输出连接轴800的带动使球形取像镜402旋转，以此将球形取像镜402上方分布的具有不同取像性能的不同电子传感装置，通过输出连接轴800的带动将其中一处适合当前工作状态的传感装置与工作位置处相对应，使机器人在焊接工作的不同焊接情况下使用到可针对当前工作情况的取像定位装置，磁吸口401呈环形开设在引位套403的外端部，且磁吸口401与安装在外固定壳体700内部上的薄壁深沟球轴承400上下相对，磁吸口401的弧形端口与球形取像镜402的外端面相贴合，在球形取像镜402被机器人输出轴带入至具有磁吸口401一端的工作面时，磁吸口401可将球形取像镜402吸附并定位，使球形取像镜402在取像时不会产生晃动，使取像结构清晰。

在上述实施例中，外固定壳体700在被外力拽动，脱离为两部份时，由通过磁力链接的内磁力线300和外磁力线301最先或者同步与锁合线702完成脱离状态，而内磁力线300和外磁力线301在外固定壳体700内横向延伸，位置处于薄壁深沟球轴承400的上下方，而在外固定壳体700重新归为一体时，也是由通过磁力链接的内磁力线300和外磁力线301最先达成连接状态，在外固定壳体700被分开或者组合时内磁力线300、外磁力线301和锁合线702都能通过磁吸力定位两端磁力的存在，从而完成外固定壳体700在结合时的定向和引导工作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构在外固定壳体的上方设置有螺旋状分布的磁旋纹，以及锁合线、外磁力线和内磁力线，使外固定壳体在机器人镜头工作时可对应其动作产生无声的结构改变，摒弃了传统具有连接和接触异响的结构连接方式，结构拆装时基本无磨损度产生，具有很强的新颖性，也同步提升了结构的使用寿命；另外更创造性的设置有球形取像镜，具有更加广阔的使用性能，具有使多个关于取像的传感部件安装的性能空间，大幅度提高机器人的焊接操作精准度，同时节省机器人取像位置的结构空间；由于传感部件安装的性能空间得到释放，球形取像镜具有可同时进行多方位取像的工作特性，可同步完成多个工作点的取像工作，大幅度增加了机器人镜头的取像效率

以上通过具体实施方式和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，包括外固定壳体(700)，其特征在于：所述外固定壳体(700)的一端轴向分布有一圈内螺纹(701)，所述外固定壳体(700)的表面呈螺旋状分布有磁旋纹(600)，所述外固定壳体(700)通过轴心纵向线处的锁合线(702)相锁合形成筒型完整结构，且锁合线(702)沿外固定壳体(700)的轴心纵向线环绕并与开设在外固定壳体(700)端部的磁吸口(401)相连，所述磁吸口(401)与安装在外固定壳体(700)内部上的薄壁深沟球轴承(400)上下相对，所述薄壁深沟球轴承(400)的两侧对称安装有引出模块组(500)，且引出模块组(500)与输出连接轴(800)传动连接，所述锁合线(702)内部贯穿有延伸至外部的螺旋伸缩杆(900)。

2.根据权利要求1所述的基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，其特征在于，所述薄壁深沟球轴承(400)上下部的外固定壳体(700)上对称设置有横向延伸的内磁力线(300)和外磁力线(301)，且内磁力线(300)和外磁力线(301)皆断连为两部分，断连部分通过磁力链接。

3.根据权利要求1所述的基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，其特征在于，所述磁吸口(401)呈环形开设在引位套(403)的外端部，且引位套(403)的另一端部具有可伸缩长度的变焦取像端(404)，所述引位套(403)内套装有呈球形的球形取像镜(402)。

4.根据权利要求1所述的基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，其特征在于，所述引出模块组(500)包括有第一柔性行架(501)、伸缩柱(502)、定焦片(503)和第二柔性行架(504)，其第一柔性行架(501)滑动安装在伸缩柱(502)上，所述第二柔性行架(504)固定安装在第一柔性行架(501)上，包括可沿第二柔性行架(504)作往返运动的定焦片(503)。

5.根据权利要求1所述的基于激光视觉定位的焊接机器人镜头固定结构，其特征在于，所述外固定壳体(700)自内螺纹(701)处向内侧延伸并凸出形成具有光滑表面的定位销(100)，所述外固定壳体(700)于锁合线(702)的两端对称开设有四个卡槽(200)，各卡槽(200)以外固定壳体(700)的水平轴心线上下对称分布。