CN108620782B - 基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人，涉及焊接领域。焊接机器人用于实现箱型钢结构四面环缝一次全位置完全焊接，包括轨道、支撑机构、运动机构、机械手、视觉传感器、图像处理和控制系统。轨道用于为运动机构提供导向。支撑机构为三自由度Y型支撑结构，用于支撑轨道，并实现轨道的安装高度、前后和左右位置调整。运动机构用于带动机械手沿轨道运动。机械手用于调整焊枪空间位姿。视觉传感器用于获取坡口或焊缝图像，并实时传送至图像处理和控制系统。图像处理和控制系统用于控制运动机构和机械手动作，并基于图像处理获得的坡口或焊缝特征尺寸、焊枪空间位姿，实现焊接轨迹调整、坡口或焊缝实时跟踪、焊枪空间位姿控制。

Description

基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人设备领域，尤其是涉及一种基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人。

背景技术

箱型钢结构通常用于钢结构建筑和桥梁中的立柱和横梁等重要承力部位。目前，箱型钢结构现场对接主要采用焊条电弧焊或半自动气体保护焊接方式，普遍存在焊接自动化程度低、接头质量不够稳定、工人劳动强度大和高空作业危险等问题。

为了实现箱型钢结构现场对接的焊接自动化和智能化，国内外已开展了一些相关研究工作。现有的用于箱型钢结构现场全位置焊接的机器人包括轨道、支架、运动平台、V型轮和机械手。其中，轨道和钢结构之间采用刚性支架支撑，运动平台和轨道之间的运动配合采用具有锁紧模块的两个V型轮、锁紧安装在轨道两侧，从而实现与轨道的滚动配合，进而实现箱型钢结构的全位置焊接。

上述焊接机器人采用刚性支架的支撑机构，在现场焊接机器人使用前的安装中，存在与箱型钢结构之间的对称性调整困难和调整时间较长的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人，用于实现所述箱型钢结构四面环缝一次全位置完全焊接，所述焊接机器人包括：

轨道，为卧式轨道，围绕在所述箱型钢结构的周缘，与所述箱型钢结构形成一定间隔，并且整体形成封闭轨道，以为所述焊接机器人的运动机构提供运动导向；

支撑机构，为具有X向、Y向及Z向三自由度的Y型支撑结构，安装在所述箱型钢结构及所述轨道之间，并与所述箱型钢结构及所述轨道形成固定连接，以支撑所述轨道；

运动机构，安装在所述轨道上，以带动所述机械手沿所述轨道运动，所述运动机构包括运动平台；

机械手，安装在所述运动机构的运动平台上，并随运动机构同步运动，所述机械手末端安装有焊枪，通过所述机械手带动所述焊枪运动以调整焊枪的空间位姿；

视觉传感器，安装在所述机械手末端的焊枪上，以获取焊接过程的焊接坡口或焊缝图像，并实时传送所述图像至图像处理和控制系统；和

图像处理和控制系统，安装在所述运动机构的运动平台上，用于接收、处理所述图像，并根据图像处理所获得的坡口或焊缝特征尺寸、焊枪空间位姿信息，产生内部控制指令，以控制所述运动机构、所述机械手及所述视觉传感器动作，实现焊接轨迹调整、焊枪空间位姿控制、焊接坡口或焊缝实时跟踪；

其中，所述X向为所述箱型钢结构的长度方向，所述Y向为所述箱型钢结构的周缘方向，所述Z向为垂直于所述箱型钢结构表面的高度方向。

可选地，所述轨道包括直线段轨道和圆弧段轨道，所述直线段轨道和所述圆弧段轨道通过连接片连接，所述直线段轨道具有不同长度，通过更换不同长度的直线段轨道，以实现所述轨道与不同尺寸的箱型钢结构的匹配。

可选地，所述支撑机构包括：

两个永磁吸盘，平行并列布置，每一永磁吸盘上均设有开关，以控制所述永磁吸盘与所述箱型钢结构的吸附与分离；

两个第一臂，对应于所述两个永磁吸盘，每一第一臂的一端与对应的永磁吸盘形成活动连接，以使每一第一臂可绕对应的永磁吸盘转动；

第二臂，与所述两个第一臂活动连接，以使所述两个第一臂可分别相对所述第二臂转动，以调整所述两个永磁吸盘之间的距离，调整所述支撑机构的Z向位置；

第一座，固定在所述第二臂的另一端；

第二座，固定在所述第一座中并与所述第一座形成间隙；

第三座，固定在所述第二座上，所述第三座向两侧形成对应的侧翼，每一侧翼上设有沿Y向延伸的长条形定位孔，以调整所述支撑机构的Y向位置；和

螺杆，与所述第一座啮合并与所述第二座固定，通过旋进或旋出所述螺杆，带动所述第二座在所述第一座内移动，以调整所述支撑机构的X向位置。

可选地，所述支撑机构的数量为八个，对称安装在所述箱型钢结构的外表面上，通过紧固件连接实现与所述轨道的固定。

可选地，所述运动平台布置在所述轨道的上方，用作所述运动机构的安装基础；

所述运动机构还包括运动轮系组件，其布置在所述运动平台处，用于带动所述运动平台、所述机械手、所述视觉传感器及所述图像处理与控制系统沿所述轨道运动。

可选地，所述运动轮系组件包括：

驱动电机，安装在所述运动平台处，用于带动所述运动轮系组件转动；

传动机构，与所述驱动电机相连，用于传递动力；和

运动轮系，与所述传动机构相连，包括：

运动轮组，对应于所述运动平台前端及后端布置，每一运动轮组包括驱动轴及对应安装在驱动轴两端的上侧运动轮和下侧运动轮，每一端的上侧运动轮和下侧运动轮通过连杆连接夹持在所述轨道外表面和内表面，通过所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的差速运动实现所述运动平台的过弯；

驱动轮，安装在前端运动轮组或后端运动轮组处，与所述传动机构连接，所述驱动轮上设有齿轮；

所述轨道的外表面处安装有紧密贴合其处的齿条，所述驱动轮的齿轮与所述齿条相啮合。

可选地，所述轨道中对应所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的位置处加工有导向槽，以实现对所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的导向和定位。

可选地，所述驱动轮安装在前端运动轮组或后端运动轮组的驱动轴上。

可选地，所述机械手为具有四自由度的机械手，包括两个转动关节和两个滑动关节。

可选地，所述视觉传感器为单目视觉传感器，采用基于十字线激光结构光和一字线激光结构光的组合结构。

本发明所述焊接机器人的轨道支撑机构采用三自由度的Y型支撑结构设计，能够实现轨道安装中的轨道高度方向、前后方向和左右方向的调整，提高了轨道现场安装的便捷性、降低了轨道相对于箱型钢的对称性调整难度，有效减少了轨道现场安装调整的时间。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人的示意性结构图；

图2是本发明中轨道的示意性结构图；

图3是本发明中支撑机构的示意性结构图；

图4是本发明中轨道和支撑机构与箱型钢结构的现场对称安装示意图；

图5是本发明中的运动机构与轨道的组装示意图。

附图标记：

1箱型钢结构、2待焊接坡口、3焊枪、4机械手、5图像处理与控制系统、6轨道、7运动机构、8支撑机构、9视觉传感器，

2-1短直线段轨道、2-2圆弧段轨道、2-3长直线段轨道、2-4齿条、2-5连接片，

3-1永磁吸盘、3-2铰接轴、3-3螺杆，3-4第一臂、3-5第二臂、3-6第一座、3-7第二座、3-8第三座、3-9定位孔，

5-1运动平台、5-2驱动电机、5-3驱动轴、5-4上侧运动轮、5-5下侧运动轮、5-6导向槽、5-7运动轮连杆。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1是根据本发明一个实施例的基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人的示意性结构图。一种基于视觉伺服的箱型钢结构1现场全位置焊接机器人，用于实现所述箱型钢结构1四面环缝即图中的待焊接坡口2一次全位置完全焊接，所述焊接机器人可以包括：轨道6、支撑机构8、运动机构7、机械手4、视觉传感器9及图像处理与控制系统5。轨道6为卧式轨道，安装时，围绕在箱型钢结构1的周缘，与所述箱型钢结构1形成一定间隔，并且整体形成封闭轨道，以为所述焊接机器人的运动机构7提供运动导向。支撑机构8为具有X向、Y向及Z向三自由度的Y型支撑结构，安装在所述箱型钢结构1及所述轨道6之间，并与所述箱型钢结构1及所述轨道6形成固定连接，以支撑所述轨道6。运动机构7安装在所述轨道6上，以带动所述机械手4沿所述轨道6运动。机械手4安装在所述运动机构7的运动平台上并随运动机构7同步运动，所述机械手4的末端安装有焊枪3，通过所述机械手4带动所述焊枪3运动以实现焊枪3的空间位姿调整接。视觉传感器9安装在所述机械手4末端的焊枪3上，以获取焊接过程的焊接坡口或焊缝图像，并实时传送所述图像至图像处理与控制系统5。图像处理与控制系统5安装在所述运动机构7的运动平台上，用于接收、处理所述图像，并根据图像处理获得的焊接坡口或焊缝特征尺寸、焊枪3的空间位姿信息，产生内部控制指令，以控制所述运动机构7、所述机械手4及所述视觉传感器9动作，实现焊接轨迹调整、焊接坡口或焊缝实时跟踪、焊枪3的空间位姿控制。其中，所述X向为所述箱型钢结构1的长度方向，所述Y向为所述箱型钢结构1的周缘方向，所述Z向为垂直于所述箱型钢结构1表面的高度方向。

本实施例通过上述结构解决了箱型钢结构1现场焊接中，焊接机器人单次安装实现箱型钢四面环缝的一次完全焊接问题。本发明焊接机器人的支撑机构8采用三自由度的Y型支撑结构设计，能够实现安装中的轨道6高度方向、前后方向和左右方向的调整，提高了轨道6现场安装的便捷性、降低了轨道6相对于箱型钢的对称性调整难度，有效减少了轨道6现场安装调整的时间；并能够实现焊接过程中的焊接坡口或焊缝截面特征尺寸检测、焊枪3空间位姿检测、焊接坡口或焊缝实时跟踪、焊接轨迹规划和焊枪3空间位姿控制。

图2是本发明中轨道的示意性结构图。本实施例中，所述轨道6包括直线段轨道和圆弧段轨道2-2，所述直线段轨道和所述圆弧段轨道2-2通过连接片2-5连接，所述直线段轨道具有不同长度，更具体地，本实施例中，直线段轨道包括长直线段轨道2-3和短直线段轨道2-1，根据箱型钢结构1的尺寸大小，确定所使用的长直线段轨道2-3长度和短直线段轨道2-1长度，分别将各直线段轨道和圆弧段轨道2-2安装在支撑机构8上，轨道6的各直线段轨道和圆弧段轨道2-2间通过连接片2-5定位，使用螺栓固定。本实施例，通过更换不同长度的直线段轨道，实现了所述轨道6与不同尺寸的箱型钢结构1的匹配。

图3是本发明中支撑机构的示意性结构图。本实施例中，所述支撑机构8包括：两个永磁吸盘3-1、两个第一臂3-4、第二臂3-5、第一座3-6、第二座3-7、第三座3-8及螺杆3-3。两个永磁吸盘3-1平行并列布置，每一永磁吸盘3-1上均设有开关，以控制所述永磁吸盘3-1与所述箱型钢结构1的吸附与分离。两个第一臂3-4对应于所述两个永磁吸盘3-1，每一第一臂3-4的一端与对应的永磁吸盘3-1形成活动连接，以使每一第一臂3-4可绕对应的永磁吸盘3-1转动。第二臂3-5与所述两个第一臂3-4活动连接，以使所述两个第一臂3-4可分别相对所述第二臂3-5转动，以调整所述两个永磁吸盘3-1之间的距离，调整所述支撑机构的Z向位置，即改变支撑机构8安装高度。第一座3-6固定在所述第二臂3-5的另一端。第二座3-7固定在所述第一座3-6中并与所述第一座3-6形成间隙。第三座3-8固定在所述第二座3-7上，所述第三座3-8向两侧形成对应的侧翼，每一侧翼上设有沿Y向延伸的长条形定位孔3-9，以调整所述支撑机构8的Y向位置，实现支撑机构8和轨道6之间的左右定位调整。螺杆3-3与所述第一座3-6啮合并与所述第二座3-7固定，通过旋进或旋出所述螺杆3-3，带动所述第二座3-7在所述第一座3-6内移动，以调整所述支撑机构的X向位置，实现支撑机构8和轨道6之间的前后定位调整。本实施例中，通过调整支撑机构8的永磁吸盘3-1安装间距，从而实现轨道6相对于箱型钢结构1对称安装。本实施例中的活动连接可以是通过铰接轴3-2实现的。

本实施例中，所述支撑机构8采用3自由度的Y型支撑结构设计，能够实现轨道6安装中的高度方向、前后方向和左右方向的调整，提高了轨道6现场安装的便捷性、降低了轨道6相对于箱型钢结构1的对称性的调整难度。

图4是本发明中轨道和支撑机构与箱型钢结构的现场对称安装示意图。本实施例中，现场安装时，轨道6安装在箱型钢结构1的外侧并实现对称安装，箱型钢结构1的四面共安装八个支撑机构8，每面安装两个支撑机构8，八个支撑机构8对称安装在所述箱型钢结构1的外表面上，通过永磁吸盘3-1实现支撑机构8与箱型钢结构1的固定，通过紧固件连接实现与所述轨道6的固定，紧固件可以是螺钉。当然在其它实施例中，支撑机构8的数量还可以是四个等其它数量。

图5是本发明中的运动机构与轨道的组装示意图。本实施例中，所述运动机构7包括：运动平台5-1和运动轮系组件。运动平台5-1布置在所述轨道6的上方，用作所述运动机构7的安装基础。运动轮系组件布置在所述运动平台5-1处，用于带动所述运动平台5-1、所述机械手4、所述视觉传感器9及所述图像处理与控制系统5沿所述轨道6运动。进一步地，本实施例中，所述运动轮系组件包括：驱动电机5-2、传动机构和运动轮系。驱动电机5-2安装在所述运动平台5-1处，用于带动所述运动轮系组件转动。传动机构与所述驱动电机5-2相连，用于传递动力。运动轮系与所述传动机构相连。运动轮系包括：运动轮组和驱动轮。运动轮组对应于所述运动平台5-1前端及后端布置，前端运动轮组和后端运动轮组中的每一运动轮组均包括驱动轴5-3及对应安装在驱动轴5-3两端的上侧运动轮5-4和下侧运动轮5-5。每一端的上侧运动轮5-4和下侧运动轮5-5通过连杆连接夹持在所述轨道6外表面和内表面，通过所述上侧运动轮5-4和所述下侧运动轮5-5的差速运动实现所述运动平台5-1的过弯功能。驱动轮安装在前端运动轮组或后端运动轮组处，与所述传动机构连接，所述驱动轮上设有齿轮。相应地，所述轨道6的外表面处安装有紧密贴合其处的齿条2-4，所述驱动轮的齿轮与所述齿条2-4相啮合，驱动运动机构7运动，实现焊接机器人的焊接作业。

在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术中具有锁紧模块的V型轮运动配合方案，对轨道6的加工精度要求较高，且当机器人负载过大时，运动平台5-1容易从轨道6脱落。

为了解决上述问题，本实施例中，如图5所示，所述轨道中对应所述上侧运动轮5-4和所述下侧运动轮5-5的位置处加工有导向槽5-6，以实现对所述上侧运动轮5-4和所述下侧运动轮5-5的导向和定位。当箱型钢结构1倾斜安装时，导向槽5-6对所述上侧运动轮5-4和所述下侧运动轮5-5起到限位作用，能够避免焊接机器人从轨道6脱落，从而提高运动安全性和改善系统受力工况。更进一步地，所述驱动轮安装在前端运动轮组或后端运动轮组的驱动轴5-3上，本实施例中，所述驱动轮安装在前端运动轮组的驱动轴5-3上。

如图3所示，本实施例中，所述机械手4为具有四自由度的机械手，包括两个转动关节和两个滑动关节，能够满足焊枪3空间各个位姿调整的需要。相应地，焊接机器人为五自由度的焊接机器人，能够满足焊枪3空间任意位姿调整的要求。

如图1所示，本实施例中，图像处理与控制系统5为基于DSP的图像处理与控制系统。图像处理与控制系统5内部集成了焊接机器人运动的驱动电机5-2、各机械手4关节的驱动电源、驱动器、DSP控制电路板、电气元件等，并调试好系统的运动控制功能。所述视觉传感器9为基于组合激光结构光的视觉传感器，与图像处理与控制系统5配合，能够实现焊接坡口或焊缝的截面特征尺寸参数检测、焊枪3空间位姿检测等功能，进而使焊接机器人实现基于视觉传感的焊枪3空间位姿闭环反馈控制、焊接轨迹调整、焊接坡口或焊缝实时跟踪等功能。因此本发明所述焊接机器人能够实现箱型钢结构1现场全位置焊接中的针对运动机构7和焊枪3的视觉伺服控制功能。

更具体地，焊接机器人具有五个自由度，其机器人本体运动和机械手4的姿态综合控制基于DSP实现。所述视觉传感器9为单目视觉传感器，采用基于十字线激光结构光和一字线激光结构光的组合结构，能够实现焊接坡口或焊缝的截面特征尺寸测量、焊枪3空间位姿检测等功能。与图像处理与控制系统5配合，能够实现焊接坡口或焊缝的截面特征尺寸参数检测、焊枪3空间位姿检测等功能，进而使焊接机器人实现基于视觉传感的焊枪3空间位姿闭环反馈控制、焊接轨迹调整、焊接坡口或焊缝实时跟踪等功能。

焊接中，基于激光结构光的视觉传感器9可以检测出焊接坡口的深度、宽度、角度的具体值；通过视觉传感器9对焊接坡口的检测功能，经图像处理后，将焊枪3的实际位置与待焊接位置的偏差反馈给DSP控制器，可以实现焊接轨迹调整、焊接坡口或焊缝实时跟踪功能。同理，经图像处理，将检测得到的焊枪3实际位姿与要求位姿之间的差值反馈给DSP控制器，可以实现焊接过程中的焊枪3位置和姿态实时控制。

因此，本发明所述的焊接机器人，在现场一次性安装，可以实现箱型钢结构1的4面环缝一次全位置完全焊接。

如图5所示，本发明焊接机器人的组装方式：将调试完成的安装有控制箱和机械手4的运动平台5-1安装在轨道6上，首先将上侧运动轮5-4和驱动轮轴系安装在运动平台5-1底部，使装配后的上侧运动轮5-4位于上侧的导向槽5-6内；将下侧运动轮5-5安装在运动轮连杆5-7上，使下侧运动轮5-5位于轨道6的下侧导向槽内，并使用螺母和销钉将下侧运动轮5-5固定在运动轮连杆5-7上。

通过螺钉螺母和连接件将视觉传感器9固定在焊枪3上，然后使用加工的连接件将焊枪3固定在机械手4末端。

进行各部分电气线路和控制线路的连接，连接送丝机和焊接电源，并进行系统综合运动控制、视觉伺服反馈控制和焊接元器件的综合调试。

焊接过程中，首先根据视觉传感器9的检测，通过图像处理得到焊接坡口的宽度、深度、角度等参数，使用计算机根据检测得到的坡口参数进行焊接轨迹规划，将轨迹规划程序传输到机器人控制DSP中，然后开始焊接。

使用视觉传感器9实时检测焊接中的焊枪3高度信息(焊枪3距离待焊工件的高度)、当检测到焊枪3实际高度偏离规划的高度值时，由图像处理得到焊枪3高度误差值大小并通过DSP反馈控制焊枪3运动，实现焊接过程中的焊枪3实时高度控制。

使用视觉传感器9实时检测焊接中的焊枪3位置、当检测到焊枪3实际所在位置偏离轨迹规划位置时，由图像处理得到焊枪3实际位置偏离规划值大小并通过DSP反馈控制焊枪3运动，实现焊接过程中的焊缝跟踪。

使用视觉传感器9实时检测焊接中的焊枪3姿态，包括焊枪3存在单向摆动，前摆、后摆、左摆、右摆，或焊枪3同时存在前后方向和左右方向的摆动，当检测到焊枪3实际姿态偏离规划的姿态时，由图像处理得到焊枪3姿态偏离预定值大小并通过DSP反馈控制焊枪3姿态运动，实现焊接过程中的焊枪3实时姿态控制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人，其特征在于，用于实现所述箱型钢结构四面环缝一次全位置完全焊接，所述焊接机器人包括：

轨道，为卧式轨道，围绕在所述箱型钢结构的周缘，与所述箱型钢结构形成一定间隔，并且整体形成封闭轨道，以为所述焊接机器人的运动机构提供运动导向；

支撑机构，为具有X向、Y向及Z向三自由度的Y型支撑结构，安装在所述箱型钢结构及所述轨道之间，并与所述箱型钢结构及所述轨道形成固定连接，以支撑所述轨道；所述支撑机构包括：两个永磁吸盘，平行并列布置，每一永磁吸盘上均设有开关，以控制所述永磁吸盘与所述箱型钢结构的吸附与分离；两个第一臂，对应于所述两个永磁吸盘，每一第一臂的一端与对应的永磁吸盘形成活动连接，以使每一第一臂可绕对应的永磁吸盘转动；第二臂，与所述两个第一臂活动连接，以使所述两个第一臂可分别相对所述第二臂转动，以调整所述两个永磁吸盘之间的距离，调整所述支撑结构的Z向位置；第一座，固定在所述第二臂的另一端；第二座，固定在所述第一座中并与所述第一座形成间隙；第三座，固定在所述第二座上，所述第三座向两侧形成对应的侧翼，每一侧翼上设有沿Y向延伸的长条形定位孔，以调整所述支撑机构的Y向位置；和螺杆，与所述第一座啮合并与所述第二座固定，通过旋进或旋出所述螺杆，带动所述第二座在所述第一座内移动，以调整所述支撑机构的X向位置；

运动机构，安装在所述轨道上，所述运动机构包括运动平台；

机械手，安装在所述运动机构的运动平台上，并随运动机构沿所述轨道同步运动，所述机械手末端安装有焊枪，通过所述机械手带动所述焊枪运动以调整焊枪的空间位姿；

视觉传感器，安装在所述机械手末端的焊枪上，以获取焊接过程的焊接坡口或焊缝图像，并实时传送所述图像至图像处理和控制系统；和

图像处理和控制系统，安装在所述运动机构的运动平台上，用于接收、处理所述图像，并根据图像处理所获得的坡口或焊缝特征尺寸、焊枪空间位姿信息，产生内部控制指令，以控制所述运动机构、所述机械手及所述视觉传感器动作，实现焊接轨迹调整、焊枪空间位姿控制、焊接坡口或焊缝实时跟踪；

其中，所述X向为所述箱型钢结构的长度方向，所述Y向为所述箱型钢结构的周缘方向，所述Z向为垂直于所述箱型钢结构表面的高度方向。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述轨道包括直线段轨道和圆弧段轨道，所述直线段轨道和所述圆弧段轨道通过连接片连接，所述直线段轨道具有不同长度，通过更换不同长度的直线段轨道，以实现所述轨道与不同尺寸的箱型钢结构的匹配。

3.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述支撑机构的数量为八个，对称安装在所述箱型钢结构的外表面上，通过紧固件连接实现与所述轨道的固定。

4.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，

所述运动平台布置在所述轨道的上方，用作所述运动机构的安装基础；

所述运动机构还包括运动轮系组件，其布置在所述运动平台处，用于带动所述运动平台、所述机械手、所述视觉传感器及所述图像处理和控制系统沿所述轨道运动。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人，其特征在于，所述运动轮系组件包括：

驱动电机，安装在所述运动平台处，用于带动所述运动轮系组件转动；

传动机构，与所述驱动电机相连，用于传递动力；和

运动轮系，与所述传动机构相连，包括：

运动轮组，对应于所述运动平台前端及后端布置，每一运动轮组包括驱动轴及对应安装在驱动轴两端的上侧运动轮和下侧运动轮，每一端的上侧运动轮和下侧运动轮通过连杆连接夹持在所述轨道外表面和内表面，通过所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的差速运动实现所述运动平台的过弯；

驱动轮，安装在前端运动轮组或后端运动轮组处，与所述传动机构连接，所述驱动轮上设有齿轮；

所述轨道的外表面处安装有紧密贴合其处的齿条，所述驱动轮的齿轮与所述齿条相啮合。

6.根据权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于，所述轨道中对应所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的位置处加工有导向槽，以实现对所述上侧运动轮和所述下侧运动轮的导向和定位。

7.根据权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于，所述驱动轮安装在前端运动轮组或后端运动轮组的驱动轴上。

8.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述机械手为具有四自由度的机械手，包括两个转动关节和两个滑动关节。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的焊接机器人，其特征在于，所述视觉传感器为单目视觉传感器，采用基于十字线激光结构光和一字线激光结构光的组合结构。

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