CN112222608A - 一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统 - Google Patents

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杨眉
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    • B23K26/702—Auxiliary equipment

Abstract

本发明公开了一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，包括驱动以及反馈机构、视觉采集机构、运动控制机构，其特征在于：本焊缝跟踪系统基于汽车流水线中的焊接机械臂设计，驱动以及反馈机构是指流水线中焊接机器手臂的驱动伺服电机和光栅尺，视觉采集机构包括激光校准仪、工业高速相机，工业高速相机采用的是双镜头模组，运动控制机构包括运动控制卡、图像采集卡、工控机，其中的工控机基于FPGA设计，工控机内设有运动控制卡库函数和焊缝跟踪软件。本发明的焊缝跟踪系统基于汽车流水设计，便于在每次焊接前，焊接机械臂自动校准，同时视觉采集机构还可以记录每个焊接工艺的焊接工况，方便实现生产流程信息化，以及全检作业。

Description

一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统
技术领域
本发明涉及智能流水制作和焊接技术，具体是指一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统。
背景技术
针对具有封闭型腔的汽车保险杠激光在线焊接来说，要求被焊接部分的工件焊接面平整，间距合适均匀，在手工焊接的情况下，工作强度非常大，工作条件恶劣，而且焊接工人在进行焊接工作时存在很大的安全隐患，同时没有集成焊缝跟踪的焊接机械臂，没有校准限制长度公差误差的能力，会导致焊接质量不稳定，焊缝不均匀，同时也会给后序工作带来麻烦。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对以上问题提供一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，包括驱动以及反馈机构、视觉采集机构、运动控制机构，其特征在于：本焊缝跟踪系统基于汽车流水线中的焊接机械臂设计，所述的驱动以及反馈机构是指流水线中焊接机器手臂的驱动伺服电机和光栅尺，其中的驱动伺服电机通过驱动器和线缆与运动控制机构的运动控制卡之间设有信息连接，同时光栅尺采用的是玻璃圆光栅码盘，固定设于焊接机械臂的移动旋转轴上，所述的视觉采集机构包括激光校准仪、工业高速相机，所述的激光校准仪、工业高速相机都是封装集成于一个功能控制盒内，其中工业高速相机的镜头一端和激光校准仪的发射端均设有滤波片，所述的工业高速相机采用的是双镜头模组，同时工业高速相机另设有单独的供电线材连接，所述的运动控制机构包括运动控制卡、图像采集卡、工控机，其中的运动控制卡通过卡槽和pcie延长线与工控机之间设有信息交互和供电连接，所述的图像采集卡采用的是CameraLink接口作为连接并传输图像信息，其中的工控机基于FPGA设计，工控机内设有运动控制卡库函数和焊缝跟踪软件，且运动控制卡库函数可以备份和复制。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明的焊缝跟踪系统基于汽车流水设计，便于在每次焊接前，焊接机械臂自动校准，同时视觉采集机构还可以记录每个焊接工艺的焊接工况，方便实现生产流程信息化，以及全检作业，降低焊接过程中因焊缝不均匀造成的人为干预的程度，也减轻了人的劳动强度，并有效保证了焊缝成型质量以及焊接效率。
作为改进，所述的玻璃圆光栅码盘与移动旋转轴平行安装，同时玻璃圆光栅码盘通过Ti接口和线缆与运动控制机构的工控机之间设有信息连接。
作为改进，所述的功能控制盒通过卡扣结构固定于焊接机械臂的焊接前端，且功能控制盒的一端设有输出线材固定孔。
作为改进，所述的工业高速相机其中一个镜头端设计为广角镜头。
作为改进，所述的激光校准仪、工业高速相机分别通过线缆与运动控制机构的图像采集卡之间设有信息传输连接。
作为改进，所述的工控机一端设有RS485通讯接口，同时流水线上设有若干台工控机，通过网络中继器以及RS485形成了星型连接结构，所有的工控机可以统一控制管理。
附图说明
图1是一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统的流程结构示意框图。
图2是功能控制盒的结构示意图。
如图所示：1、激光校准仪，2、工业高速相机，3、滤波片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明在具体实施时，一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，包括驱动以及反馈机构、视觉采集机构、运动控制机构，其特征在于：本焊缝跟踪系统基于汽车流水线中的焊接机械臂设计，所述的驱动以及反馈机构是指流水线中焊接机器手臂的驱动伺服电机和光栅尺，其中的驱动伺服电机通过驱动器和线缆与运动控制机构的运动控制卡之间设有信息连接，同时光栅尺采用的是玻璃圆光栅码盘，固定设于焊接机械臂的移动旋转轴上，所述的视觉采集机构包括激光校准仪1、工业高速相机2，所述的激光校准仪1、工业高速相机2都是封装集成于一个功能控制盒内，其中工业高速相机2的镜头一端和激光校准仪1的发射端均设有滤波片3，所述的工业高速相机2采用的是双镜头模组，同时工业高速相机2另设有单独的供电线材连接，所述的运动控制机构包括运动控制卡、图像采集卡、工控机，其中的运动控制卡通过卡槽和pcie延长线与工控机之间设有信息交互和供电连接，所述的图像采集卡采用的是CameraLink接口作为连接并传输图像信息，其中的工控机基于FPGA设计，工控机内设有运动控制卡库函数和焊缝跟踪软件，且运动控制卡库函数可以备份和复制。
所述的玻璃圆光栅码盘与移动旋转轴平行安装，同时玻璃圆光栅码盘通过Ti接口和线缆与运动控制机构的工控机之间设有信息连接。
所述的功能控制盒通过卡扣结构固定于焊接机械臂的焊接前端，且功能控制盒的一端设有输出线材固定孔。
所述的工业高速相机2其中一个镜头端设计为广角镜头。
所述的激光校准仪1、工业高速相机2分别通过线缆与运动控制机构的图像采集卡之间设有信息传输连接。
所述的工控机一端设有RS485通讯接口，同时流水线上设有若干台工控机，通过网络中继器以及RS485形成了星型连接结构，所有的工控机可以统一控制管理。
本发明的工作原理：本发明的焊缝跟踪系统基于汽车流水设计，便于在每次焊接前，焊接机械臂自动校准，同时视觉采集机构还可以记录每个焊接工艺的焊接工况，通过双镜头模组的工业高速相机设计应用较传统的解决方案中定位视角扩大，同时能够在焊枪移动至校准位置的目标焊缝前，调节焊枪的位置使焊枪移动至横向校准位置以及竖直校准位置处进行焊接，完成实时进行精确的定位与控制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具本的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，包括驱动以及反馈机构、视觉采集机构、运动控制机构，其特征在于：本焊缝跟踪系统基于汽车流水线中的焊接机械臂设计，所述的驱动以及反馈机构是指流水线中焊接机器手臂的驱动伺服电机和光栅尺，其中的驱动伺服电机通过驱动器和线缆与运动控制机构的运动控制卡之间设有信息连接，同时光栅尺采用的是玻璃圆光栅码盘，固定设于焊接机械臂的移动旋转轴上，所述的视觉采集机构包括激光校准仪(1)、工业高速相机(2)，所述的激光校准仪(1)、工业高速相机(2)都是封装集成于一个功能控制盒内，其中工业高速相机(2)的镜头一端和激光校准仪(1)的发射端均设有滤波片(3)，所述的工业高速相机(2)采用的是双镜头模组，同时工业高速相机(2)另设有单独的供电线材连接，所述的运动控制机构包括运动控制卡、图像采集卡、工控机，其中的运动控制卡通过卡槽和pcie延长线与工控机之间设有信息交互和供电连接，所述的图像采集卡采用的是Camera Link接口作为连接并传输图像信息，其中的工控机基于FPGA设计，工控机内设有运动控制卡库函数和焊缝跟踪软件，且运动控制卡库函数可以备份和复制。
2.根据权利要求1所述的一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述的玻璃圆光栅码盘与移动旋转轴平行安装，同时玻璃圆光栅码盘通过Ti接口和线缆与运动控制机构的工控机之间设有信息连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述的功能控制盒通过卡扣结构固定于焊接机械臂的焊接前端，且功能控制盒的一端设有输出线材固定孔。
4.根据权利要求1所述的一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述的工业高速相机(2)其中一个镜头端设计为广角镜头。
5.根据权利要求1所述的一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述的激光校准仪(1)、工业高速相机(2)分别通过线缆与运动控制机构的图像采集卡之间设有信息传输连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于汽车流水线的焊缝跟踪系统，其特征在于：所述的工控机一端设有RS485通讯接口，同时流水线上设有若干台工控机，通过网络中继器以及RS485形成了星型连接结构，所有的工控机可以统一控制管理。
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