CN108673005A - 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法 - Google Patents

一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108673005A
CN108673005A CN201810804768.2A CN201810804768A CN108673005A CN 108673005 A CN108673005 A CN 108673005A CN 201810804768 A CN201810804768 A CN 201810804768A CN 108673005 A CN108673005 A CN 108673005A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
tracking system
correction formula
deviation
seam tracking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810804768.2A
Other languages
English (en)
Inventor
钱金法
周英华
周斌
孙亚文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology
Original Assignee
Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology filed Critical Changzhou Vocational Institute of Mechatronic Technology
Priority to CN201810804768.2A priority Critical patent/CN108673005A/zh
Publication of CN108673005A publication Critical patent/CN108673005A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211—Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法，本纠偏式焊缝自动跟踪系统包括：机器人控制器、图像采集装置、机械臂以及由机械臂控制的焊枪；其中所述图像采集装置适于从多角度采集焊接工件的焊缝的图像信息；所述机器人控制器适于接收所述图像信息控制机械臂对焊接轨迹进行纠偏；本发明通过图像采集装置多角度对焊缝进行检测后，通过机器人控制器控制机械臂带动焊枪进行角度调整，实现了自动跟踪焊缝并纠偏的功能。

Description

一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种工业控制领域，尤其涉及一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法。
背景技术
目前，机器人焊接技术逐渐融入自动跟踪技术，由于部分工件因装夹、旋转、焊接变形等因素，造成示教与实际焊缝间偏差加大，由此影响焊缝质。
因此，现在亟需开发一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法以克服上述现有机器人焊接技术的缺点，本发明提供了一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法以解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法，通过图像采集装置多角度对焊缝进行检测后，通过机器人控制器控制机械臂带动焊枪进行角度调整，克服了传统技术中示教与实际操作的误差的问题，实现了自动跟踪焊缝并纠偏的功能。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纠偏式焊缝自动跟踪系统，其包括：机器人控制器、图像采集装置、机械臂以及由机械臂控制的焊枪；其中所述图像采集装置适于从多角度采集焊接工件的焊缝的图像信息；所述机器人控制器适于接收所述图像信息控制机械臂对焊接轨迹进行纠偏。
进一步，所述图像采集装置包括：激光发射器、摄像头，以及与摄像头相连的计算机；其中所述激光发射器及摄像头适于设置在所述机械臂上；所述激光发射器向焊缝位置发射激光，并通过所述摄像头对在所述焊缝产生的激光条纹进行采集图像信息。
进一步，所述纠偏式焊缝自动跟踪系统还包括用于使焊接工件回转工作的变位机；当变位机带动焊接工件回转时，机械臂带动焊枪相对于焊接工件进行转动焊接；所述激光发射器按照焊接工件转动的三个角度向焊缝位置投射激光，所述摄像头适于采集各角度投射激光对应的图像信息，并由计算机计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差。
进一步，所述计算机适于将偏差角度发送至机器人控制器，由所述机器人控制器通过机械臂调整焊枪方向，实现对焊接轨迹进行纠偏。
另一方面，本发明提供一种纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法，其包括：采集焊接工件的焊缝的图像信息；计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差；调整焊枪方向。
进一步，所述纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法适于采用上述纠偏式焊缝自动跟踪系统计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差，并根据所述偏差对焊接轨迹进行纠偏。
进一步，所述三个角度为0°、120°和240°。
本发明的有益效果是，本发明通过图像采集装置多角度对焊缝进行检测后，通过机器人控制器控制机械臂带动焊枪进行角度调整，克服了传统技术中示教与实际操作的误差的问题，实现了自动跟踪焊缝并纠偏的功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明纠偏式焊缝自动跟踪系统的结构图；
图2是本发明纠偏式焊缝自动跟踪系统的控制原理图。
图中：图像采集装置1、机械臂2、焊枪3、焊接工件4、焊缝5、变位机6。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明纠偏式焊缝自动跟踪系统的结构图；
图2是本发明纠偏式焊缝自动跟踪系统的控制原理图；
在本实施例中，如图1和图2所示，本实施例提供了一种纠偏式焊缝自动跟踪系统，其包括：机器人控制器、图像采集装置1、机械臂2以及由机械臂2 控制的焊枪3；其中所述图像采集装置1适于从多角度采集焊接工件4的焊缝5 的图像信息；所述机器人控制器适于接收所述图像信息控制机械臂2对焊接轨迹进行纠偏。
在本实施例中，机器人控制器可以采用但不限于是DX100控制柜。
为了采集焊缝5的图像信息，所述图像采集装置1包括：激光发射器、摄像头，以及与摄像头相连的计算机；其中所述激光发射器及摄像头适于设置在所述机械臂2上；所述激光发射器向焊缝5位置发射激光，并通过所述摄像头对在所述焊缝5产生的激光条纹进行采集图像信息。
在本实施例中，计算机与机器人控制器通过相应通信接口(如RS232或者以太网通信方式)相连。
在本实施例中，在纠偏式焊缝自动跟踪系统中，激光发射器起着非常重要的作用，其决定着整个系统对焊缝5的跟踪精度，激光定位跟踪是将激光摄像机固定于焊接机器人末端一侧并随焊枪3围绕管件焊缝5旋转，采用三个不同角度(如0°、120°、240°)进行离散采样，即按不同角度分时投射一条激光条纹到焊缝5表面，激光摄像机内部的摄像头采集激光条纹的图像，计算机对图像进行处理和模式识别，计算出焊枪3与焊缝5坡口相对的偏差。
当焊枪3位置与焊缝5坡口超过预定偏差范围时，计算机进行快速运输算并执行比例控制，调整焊枪3方向和焊接位置，从而控制焊枪3在焊缝5坡口尺寸范围内。
为了多角度采集焊缝5的图像信息，所述纠偏式焊缝自动跟踪系统还包括用于使焊接工件4回转工作的变位机6；当变位机6带动焊接工件4回转时，机械臂2带动焊枪3相对于焊接工件4进行转动焊接；所述激光发射器按照焊接工件4转动的三个角度向焊缝5位置投射激光，所述摄像头适于采集各角度投射激光对应的图像信息，并由计算机计算出焊枪3与焊缝5坡口相对的偏差。
在本实施例中，变位机6是专用焊接辅助设备，适用于回转工作的焊接变位，以得到理想的加工位置和焊接速度。
为了调整焊枪3与焊缝5坡口，所述计算机适于将偏差角度发送至机器人控制器，由所述机器人控制器通过机械臂2调整焊枪3方向，实现对焊接轨迹进行纠偏。
在本实施例中，机械臂适于采用多轴联动机械臂。
综上所述，本实施例通过图像采集装置多角度对焊缝进行检测后，通过机器人控制器控制机械臂带动焊枪进行角度调整，克服了传统技术中示教与实际操作的误差的问题，实现了自动跟踪焊缝并纠偏的功能；通过变位机，实现了多角度采集焊缝的图像信息，并控制焊枪进行纠偏。
实施例2
在本实施例中，在实施例1的基础上，本实施例提供一种实施例1所提供的纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法，其包括：采集焊接工件的焊缝的图像信息；计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差；调整焊枪方向。
为了实现对焊缝的自动纠偏功能，所述纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法适于采用如实施例1所提供的纠偏式焊缝自动跟踪系统计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差，并根据所述偏差对焊接轨迹进行纠偏。
为了多角度进行采集焊缝的图像信息，所述三个角度为0°、120°和240 °。
在本实施例中，本实施例所采用的各功能模块的结构、工作原理和工作过程均在实施例1中进行了详细阐述，因此此处不再赘述。
综上所述，本实施例提供的纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法可实现精准焊接，提高焊接质量和焊缝的一致性；跟踪时间短；安全可靠，经久耐用。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种纠偏式焊缝自动跟踪系统，其特征在于，包括：
机器人控制器、图像采集装置、机械臂以及由机械臂控制的焊枪；其中
所述图像采集装置适于从多角度采集焊接工件的焊缝的图像信息；
所述机器人控制器适于接收所述图像信息控制机械臂对焊接轨迹进行纠偏。
2.如权利要求1所述的纠偏式焊缝自动跟踪系统，其特征在于，
所述图像采集装置包括：激光发射器、摄像头，以及与摄像头相连的计算机；其中
所述激光发射器及摄像头适于设置在所述机械臂上；
所述激光发射器向焊缝位置发射激光，并通过所述摄像头对在所述焊缝产生的激光条纹进行采集图像信息。
3.如权利要求2所述的纠偏式焊缝自动跟踪系统，其特征在于，
所述纠偏式焊缝自动跟踪系统还包括用于使焊接工件回转工作的变位机；
当变位机带动焊接工件回转时，机械臂带动焊枪相对于焊接工件进行转动焊接；
所述激光发射器按照焊接工件转动的三个角度向焊缝位置投射激光，所述摄像头适于采集各角度投射激光对应的图像信息，并由计算机计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差。
4.如权利要求3所述的纠偏式焊缝自动跟踪系统，其特征在于，
所述计算机适于将偏差角度发送至机器人控制器，由所述机器人控制器通过机械臂调整焊枪方向，实现对焊接轨迹进行纠偏。
5.一种纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法，其特征在于，包括：
采集焊接工件的焊缝的图像信息；
计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差；
调整焊枪方向。
6.如权利要求5所述的工作方法，其特征在于，
所述纠偏式焊缝自动跟踪系统的工作方法适于采用如权利要求1-4任一项所述的纠偏式焊缝自动跟踪系统计算出焊枪与焊缝坡口相对的偏差，并根据所述偏差对焊接轨迹进行纠偏。
7.如权利要求6所述的工作方法，其特征在于，
所述三个角度分别为0°、120°和240°。
CN201810804768.2A 2018-07-20 2018-07-20 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法 Pending CN108673005A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810804768.2A CN108673005A (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810804768.2A CN108673005A (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108673005A true CN108673005A (zh) 2018-10-19

Family

ID=63814712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810804768.2A Pending CN108673005A (zh) 2018-07-20 2018-07-20 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108673005A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110434860A (zh) * 2019-07-04 2019-11-12 佛山科学技术学院 一种机器人自动喷涂方法及装置
WO2021155536A1 (en) 2020-02-06 2021-08-12 Abb Schweiz Ag Apparatus and method for cutting opening from workpiece
CN113579586A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 宿州赛尔沃德物联网科技有限公司 一种大型钢结构焊接台及其控制方法
CN113814540A (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 成都华远焊割设备有限公司 一种智能化龙门焊机及其对枪与定位方法
CN115213523A (zh) * 2022-08-10 2022-10-21 中科时永(苏州)科技有限公司 一种焊缝跟踪和激光纠偏标定系统、激光跟踪焊接机器人
CN115236178A (zh) * 2022-05-20 2022-10-25 中联重科股份有限公司 自动探伤方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2726836Y (zh) * 2004-09-30 2005-09-21 河北工业大学 一种管道环形焊接机器人
CN103600155A (zh) * 2013-10-25 2014-02-26 上海工程技术大学 焊接机器人焊接过程的实时监测装置
CN103934571A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 上海交通大学 厚板机器人焊接系统及多层多道焊缝实时跟踪、规划方法
CN104084669A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 河北工业大学 一种基于解耦检测的环缝视觉检测方法及装置
CN104400279A (zh) * 2014-10-11 2015-03-11 南京航空航天大学 基于ccd的管道空间焊缝自动识别与轨迹规划的方法及系统
CN104416305A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 中国石油天然气集团公司 管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法及装置
CN204621392U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 杭州联鹰科技有限公司 罐体焊缝自动追踪焊接系统
CN106382884A (zh) * 2016-08-18 2017-02-08 广东工业大学 一种点光源扫描焊缝的检测方法
CN208600937U (zh) * 2018-07-20 2019-03-15 常州机电职业技术学院 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2726836Y (zh) * 2004-09-30 2005-09-21 河北工业大学 一种管道环形焊接机器人
CN104416305A (zh) * 2013-08-30 2015-03-18 中国石油天然气集团公司 管道多点同步自动焊预扫描式焊缝激光跟踪方法及装置
CN103600155A (zh) * 2013-10-25 2014-02-26 上海工程技术大学 焊接机器人焊接过程的实时监测装置
CN103934571A (zh) * 2014-04-11 2014-07-23 上海交通大学 厚板机器人焊接系统及多层多道焊缝实时跟踪、规划方法
CN104084669A (zh) * 2014-06-20 2014-10-08 河北工业大学 一种基于解耦检测的环缝视觉检测方法及装置
CN104400279A (zh) * 2014-10-11 2015-03-11 南京航空航天大学 基于ccd的管道空间焊缝自动识别与轨迹规划的方法及系统
CN204621392U (zh) * 2015-03-05 2015-09-09 杭州联鹰科技有限公司 罐体焊缝自动追踪焊接系统
CN106382884A (zh) * 2016-08-18 2017-02-08 广东工业大学 一种点光源扫描焊缝的检测方法
CN208600937U (zh) * 2018-07-20 2019-03-15 常州机电职业技术学院 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钱金法等: "机器人弧焊系统示教程序纠偏式激光焊缝跟踪技术研究", 《科技创新导报》, no. 31, 31 December 2015 (2015-12-31), pages 218 - 220 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110434860A (zh) * 2019-07-04 2019-11-12 佛山科学技术学院 一种机器人自动喷涂方法及装置
WO2021155536A1 (en) 2020-02-06 2021-08-12 Abb Schweiz Ag Apparatus and method for cutting opening from workpiece
CN113579586A (zh) * 2021-08-20 2021-11-02 宿州赛尔沃德物联网科技有限公司 一种大型钢结构焊接台及其控制方法
CN113814540A (zh) * 2021-09-23 2021-12-21 成都华远焊割设备有限公司 一种智能化龙门焊机及其对枪与定位方法
CN113814540B (zh) * 2021-09-23 2023-02-03 成都华远焊接设备股份有限公司 一种智能化龙门焊机的对枪方法
CN115236178A (zh) * 2022-05-20 2022-10-25 中联重科股份有限公司 自动探伤方法
CN115213523A (zh) * 2022-08-10 2022-10-21 中科时永(苏州)科技有限公司 一种焊缝跟踪和激光纠偏标定系统、激光跟踪焊接机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108673005A (zh) 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统及其工作方法
CN104384765A (zh) 基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置
CN108674922A (zh) 一种用于机器人的传送带同步跟踪方法、装置及系统
CN101909828B (zh) 将至少一个物体高精度定位在空间最终位置的方法和系统
CN208600937U (zh) 一种纠偏式焊缝自动跟踪系统
CN108747132A (zh) 自主移动焊接机器人视觉控制系统
EP3407088A1 (en) Systems and methods for tracking location of movable target object
CN109702290B (zh) 基于视觉识别的钢板坡口切割方法
CN106853430A (zh) 一种基于流水线的自动点胶跟踪方法及装置
CN102179598B (zh) 平板窄焊缝初始焊位对中和焊缝跟踪方法及装置
CN104400279A (zh) 基于ccd的管道空间焊缝自动识别与轨迹规划的方法及系统
CN109290758A (zh) 一种基于激光准直仪检测的位置对中方法
CN109719438A (zh) 一种工业焊接机器人焊缝自动跟踪方法
JP2013063474A (ja) ロボットシステム及び撮像方法
CN106271044A (zh) 激光打标机以及ccd同轴光路定位方法
CN110450150B (zh) 轨迹跟踪控制方法及轨迹跟踪系统
CN108344693B (zh) 一种面向自动焊接的薄板焊缝错边量视觉测量方法
CN113246142B (zh) 一种基于激光引导的测量路径规划方法
CN102481655A (zh) 用于自动多头焊接的装置和方法
CN110490942A (zh) 一种基于scara机械手第二臂的移动相机标定方法
CN109387194A (zh) 一种移动机器人定位方法和定位系统
CN106424998A (zh) 基于焊点识别自动激光软钎焊系统
JP2021062463A (ja) ロボットシステム
CN107649773A (zh) 一种电阻点焊定位装置及定位方法
CN112247525A (zh) 一种基于视觉定位智能组装系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination