CN110977223A - 寻缝视觉引导焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种寻缝视觉引导焊接方法。所述寻缝视觉引导焊接方法包括以下步骤：利用旋转机构带动圆环工件旋转；利用寻缝机构寻找所述圆环工件上的焊缝并定位所述圆环工件，以获取所述圆环工件上的焊缝的初始位置；根据所述初始位置利用视觉拍照系统对所述焊缝处进行拍照，以获取所述焊缝的X/Y轴坐标；以及控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接。所述寻缝视觉引导焊接方法的焊接质量较好。

Description

寻缝视觉引导焊接方法
技术领域
本发明涉及一种寻缝视觉引导焊接方法。
背景技术
在圆环工件等工件的焊接过程中，一般需要人工来进行焊接。而在焊接过程中，为了提高焊接效率并保护人员安全，可以采用机械手夹持焊接工具来进行焊接，然而，在机械手在焊接过程中，有时寻找不到焊缝位置，进而影响焊接质量。
发明内容
基于此，有必要提供一种焊接质量较好的寻缝视觉引导焊接方法。
一种寻缝视觉引导焊接方法，包括以下步骤：
步骤S1：利用旋转机构带动圆环工件旋转；
步骤S2：利用寻缝机构寻找所述圆环工件上的焊缝并定位所述圆环工件，以获取所述圆环工件上的焊缝的初始位置；
步骤S3：根据所述初始位置利用视觉拍照系统对所述焊缝处进行拍照，以获取所述焊缝的X/Y轴坐标；以及
步骤S4：控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接。
在其中一个实施方式中，所述旋转机构包括电机，所述电机与所述控制系统电性连接，所述电机用于带动所述圆环工件旋转，所述圆环工件为钢质管桩端板。
在其中一个实施方式中，所述视觉拍照系统包括拍照相机与保护门，所述拍照相机与所述控制器系统电性连接，所述保护门挡设于所述拍照相机的前方，在步骤S3之前还包括以下步骤：打开所述保护门以露出所述拍照相机，在步骤S4之前还包括以下步骤：关闭所述保护门以遮蔽所述拍照相机。
在其中一个实施方式中，在打开所述保护门以露出所述拍照相机之前还包括以下步骤：压持所述焊缝的相对两侧，以使得所述焊缝的相对两侧共面。
在其中一个实施方式中，步骤S4包括：多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统通讯，控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接，所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统共同弥补所述焊缝的位置偏差。
在其中一个实施方式中，在步骤S4之前还包括利用所述控制系统识别焊缝宽度，所述控制系统能够根据所述焊缝宽度自动匹配不同的焊接规范，当所述焊缝宽度不在预设数值范围内时，停止焊接并进行报警，其中所述焊接为电弧焊接，所述预设数值范围为0.8-4.5毫米。
在其中一个实施方式中，所述焊缝处于所述圆环工件邻近所述视觉拍照系统的一侧，所述拍照相机相对所述圆环工件倾斜设置。
在其中一个实施方式中，步骤S4的焊接路径为：自所述圆环工件的外周缘/中心处沿所述焊缝朝所述圆环工件的中心/外周缘处移动，以焊接所述圆环工件的上表面，自所述圆环工件的内周缘/外周缘处沿所述焊缝朝下移动，以焊接所述圆环工件的内周面。
在其中一个实施方式中，于步骤S4之后还包括：翻转所述圆环工件并焊接所述焊缝位于圆环工件的下表面与外周缘/内周缘的区域；以及利用辊压机构辊压所述圆环工件的上表面与下表面处的焊缝区域。
在其中一个实施方式中，所述控制系统为PLC控制系统，所述旋转机构还包括两个相对设置的半圆形板，所述圆环工件定位于所述两个半圆形板上。
在该寻缝视觉引导焊接方法中，由于是先利用寻缝机构来寻找所述焊缝的初始位置，后续的视觉拍照系统依据所述初始位置对焊缝进行拍照确定焊缝的精确位置。因此在拍照过程中，所述焊缝能够处于所述视觉拍照系统的视野范围内，使得焊接机械手能够准确的找到焊缝的位置，提高了焊接精度和焊接质量。而且利用视觉拍照系统引导焊接能够解决圆环工件在前道工序中产生的加工偏差问题。由于采用了多种焊接机械手，具有极好焊缝可达性和柔性调整功能。
通过采用所述电机，可以提高所述圆环工件的旋转精度，而通过设置所述保护门的开启和关闭，可以防止所述拍照相机受到焊渣及烟尘的损害。通过使所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统通讯，可以使得所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统共同弥补原始焊缝的偏差，保证焊后焊缝质量的稳定一致。
附图说明
图1为一实施例的寻缝视觉引导焊接方法的步骤流程图。
图2为一实施例的寻缝视觉引导焊接系统的模块方框图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明涉及一种寻缝视觉引导焊接方法。所述寻缝视觉引导焊接方法包括以下步骤：利用旋转机构带动圆环工件旋转；利用寻缝机构寻找所述圆环工件上的焊缝并定位所述圆环工件，以获取所述圆环工件上的焊缝的初始位置；根据所述初始位置利用视觉拍照系统对所述焊缝处进行拍照，以获取所述焊缝的X/Y轴坐标；以及控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接
请参阅图1，一种寻缝视觉引导焊接方法，包括以下步骤：
步骤S1：利用旋转机构带动圆环工件旋转；
步骤S2：利用寻缝机构寻找所述圆环工件上的焊缝并定位所述圆环工件，以获取所述圆环工件上的焊缝的初始位置；
步骤S3：根据所述初始位置利用视觉拍照系统对所述焊缝处进行拍照，以获取所述焊缝的X/Y轴坐标；以及
步骤S4：控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接。
在该寻缝视觉引导焊接方法中，由于是先利用寻缝机构来寻找所述焊缝的初始位置，后续的视觉拍照系统依据所述初始位置对焊缝进行拍照确定焊缝的精确位置。因此在拍照过程中，所述焊缝能够处于所述视觉拍照系统的视野范围内，使得焊接机械手能够准确的找到焊缝的位置，提高了焊接精度和焊接质量。而且利用视觉拍照系统引导焊接能够解决圆环工件在前道工序中产生的加工偏差问题。由于采用了多种焊接机械手，具有极好焊缝可达性和柔性调整功能。例如，所述圆环工件为法兰。例如，所述电机为伺服电机，其精确度较高。
例如，为了便于保护所述视觉拍照系统，所述旋转机构包括电机，所述电机与所述控制系统电性连接，所述电机用于带动所述圆环工件旋转，所述圆环工件为钢质管桩端板。所述视觉拍照系统包括拍照相机与保护门，所述拍照相机与所述控制器系统电性连接，所述保护门挡设于所述拍照相机的前方，在步骤S3之前还包括以下步骤：打开所述保护门以露出所述拍照相机，在步骤S4之前还包括以下步骤：关闭所述保护门以遮蔽所述拍照相机。通过采用所述电机，可以提高所述圆环工件的旋转精度，而通过设置所述保护门的开启和关闭，可以防止所述拍照相机受到焊渣及烟尘的损害。
在打开所述保护门以露出所述拍照相机之前还包括以下步骤：压持所述焊缝的相对两侧，以使得所述焊缝的相对两侧共面。步骤S4包括：多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统通讯，控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接，所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统共同弥补所述焊缝的位置偏差。在步骤S4之前还包括利用所述控制系统识别焊缝宽度，所述控制系统能够根据所述焊缝宽度自动匹配不同的焊接规范，当所述焊缝宽度不在预设数值范围内时，停止焊接并进行报警，其中所述焊接为电弧焊接，所述预设数值范围为0.8-4.5毫米。通过使所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统通讯，可以使得所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统共同弥补原始焊缝的偏差，保证焊后焊缝质量的稳定一致。而设置所述焊缝宽度为0.8-4.5毫米，因此可以在超出此范围内的圆环工件采用人工来进行焊接。因为小于0.8毫米的焊缝中的焊材容易凸出于所述圆环工件的表面，卡住后续的辊压机构。而焊缝的宽度大于4.5毫米的焊缝中，焊材容易掉出所述圆环工件下，严重影响焊接质量。
例如，为了便于实现对所述焊缝的周围的焊接，所述焊缝处于所述圆环工件邻近所述视觉拍照系统的一侧，所述拍照相机相对所述圆环工件倾斜设置。步骤S4的焊接路径为：自所述圆环工件的外周缘/中心处沿所述焊缝朝所述圆环工件的中心/外周缘处移动，以焊接所述圆环工件的上表面，自所述圆环工件的内周缘/外周缘处沿所述焊缝朝下移动，以焊接所述圆环工件的内周面。于步骤S4之后还包括：翻转所述圆环工件并焊接所述焊缝位于圆环工件的下表面与外周缘/内周缘的区域；以及利用辊压机构辊压所述圆环工件的上表面与下表面处的焊缝区域。通过翻转步骤，可以将所述焊缝的周面完全焊接完，而所述辊压机构的设置，则使得所述焊接后的圆环工件的表面能够完全平整。所述控制系统为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)控制系统，所述旋转机构还包括两个相对设置的半圆形板，所述圆环工件定位于所述两个半圆形板上。
请一并参阅图2，例如，在一实施例中，所述寻缝视觉引导焊接方法由焊接系统来实现。所述焊接系统包括液压系统下料机构、流水线运输机构、寻缝机构、视觉拍照机构、多轴机器人焊接机构、下料机构、PLC主控制以及人机界面构成。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：利用旋转机构带动圆环工件旋转；
步骤S2：利用寻缝机构寻找所述圆环工件上的焊缝并定位所述圆环工件，以获取所述圆环工件上的焊缝的初始位置；
步骤S3：根据所述初始位置利用视觉拍照系统对所述焊缝处进行拍照，以获取所述焊缝的X/Y轴坐标；以及
步骤S4：控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接。
2.根据权利要求1所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，所述旋转机构包括电机，所述电机与所述控制系统电性连接，所述电机用于带动所述圆环工件旋转，所述圆环工件为钢质管桩端板。
3.根据权利要求1所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，所述视觉拍照系统包括拍照相机与保护门，所述拍照相机与所述控制器系统电性连接，所述保护门挡设于所述拍照相机的前方，在步骤S3之前还包括以下步骤：打开所述保护门以露出所述拍照相机，在步骤S4之前还包括以下步骤：关闭所述保护门以遮蔽所述拍照相机。
4.根据权利要求3所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，在打开所述保护门以露出所述拍照相机之前还包括以下步骤：压持所述焊缝的相对两侧，以使得所述焊缝的相对两侧共面。
5.根据权利要求1所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，步骤S4包括：多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统通讯，控制系统根据所述焊缝的X/Y轴坐标控制多轴焊接机械手对所述焊缝进行焊接，所述多轴焊接机械手与所述视觉拍照系统共同弥补所述焊缝的位置偏差。
6.根据权利要求5所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，在步骤S4之前还包括利用所述控制系统识别焊缝宽度，所述控制系统能够根据所述焊缝宽度自动匹配不同的焊接规范，当所述焊缝宽度不在预设数值范围内时，停止焊接并进行报警，其中所述焊接为电弧焊接，所述预设数值范围为0.8-4.5毫米。
7.根据权利要求6所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，所述焊缝处于所述圆环工件邻近所述视觉拍照系统的一侧，所述拍照相机相对所述圆环工件倾斜设置。
8.根据权利要求5所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，步骤S4的焊接路径为：自所述圆环工件的外周缘/中心处沿所述焊缝朝所述圆环工件的中心/外周缘处移动，以焊接所述圆环工件的上表面，自所述圆环工件的内周缘/外周缘处沿所述焊缝朝下移动，以焊接所述圆环工件的内周面。
9.根据权利要求8所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，于步骤S4之后还包括：翻转所述圆环工件并焊接所述焊缝位于圆环工件的下表面与外周缘/内周缘的区域；以及利用辊压机构辊压所述圆环工件的上表面与下表面处的焊缝区域。
10.根据权利要求9所述的寻缝视觉引导焊接方法，其特征在于，所述控制系统为PLC控制系统，所述旋转机构还包括两个相对设置的半圆形板，所述圆环工件定位于所述两个半圆形板上。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112372198A (zh) * 2020-09-24 2021-02-19 库卡机器人(广东)有限公司 寻缝机构

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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