CN112355424A - 一种基于机器视觉控制的自动焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉控制的自动焊接机,包括控制箱,控制箱的内部设有控制系统,控制箱的顶部设有由设于控制箱内部的驱动器驱动的旋转底座,旋转底座上通过支撑板轴接有由电机a驱动的支撑臂,支撑臂的顶部轴接有由电机b驱动的主臂,主臂的端部旋转连接有由电机c驱动的连接臂,连接臂的末端通过挂耳轴接有由电机d驱动的焊接臂,焊接臂的底部活动连接有焊锡棒,控制箱的内部设有延伸至其顶部的焊锡棒回收机构,旋转底座的一侧设有与控制系统相连接的摄像头;本发明通过摄像头与控制系统配合,精准找到需要焊接的点进行焊接,得到的产品合格率高,锡焊棒使用后剩下的部分置于焊锡棒回收机构中回收后再利用,避免了资源的浪费。

Description

一种基于机器视觉控制的自动焊接机
技术领域
本发明涉及机器视觉技术领域,尤其涉及一种基于机器视觉控制的自动焊接机。
背景技术
目前,市场上的自动焊机普遍存在定位不准的缺点,加之人工视觉测量和判断会因疲劳或者个人差异产生误差和错误,令焊接产品的质量很难得到保证,产品合格率低,另外,一旦焊接出现误差,会导致漏焊或者重复焊接,需要进行人工补焊或调整,严重影响焊接效率,且焊接所用的锡棒焊接到最后会留下一小部分无法使用就直接丢弃,造成资源的浪费。为此,我们提出一种基于机器视觉控制的自动焊接机。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题,提供一种基于机器视觉控制的自动焊接机.
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明通过以下技术方案实现:
一种基于机器视觉控制的自动焊接机,包括控制箱,所述控制箱的内部设有控制系统,控制箱的顶部设有由设于控制箱内部的驱动器驱动的旋转底座,所述旋转底座上通过支撑板轴接有由电机a驱动的支撑臂,所述支撑臂的顶部轴接有由电机b驱动的主臂,所述主臂的端部旋转连接有由电机c驱动的连接臂,所述连接臂的末端通过挂耳轴接有由电机d驱动的焊接臂,所述焊接臂的底部活动连接有焊锡棒,所述控制箱的内部设有延伸至其顶部的焊锡棒回收机构,所述旋转底座的一侧设有与控制系统相连接的摄像头,所述焊锡棒回收机构包括固定于控制箱内部的回收箱,所述回收箱的内部位于其底部处设有带螺旋加热棒的加热仓,所述加热仓的顶部设有熔化仓,所述熔化仓处设有延伸至控制箱外部的带有阀门的排出管,所述回收箱的顶部设有与加料斗相连通的连接管,所述加料斗通过支架与控制箱相连接,所述控制箱包括箱体,所述箱体的顶部设有通过螺钉固定的维修盖板,箱体的两端开设有散热槽孔,箱体的一侧开设有安装孔,所述安装孔的内部安装有进风网,所述箱体上位于进风网处固定设有带若干风扇的鼓风箱,所述鼓风箱上开设有若干通风槽。
进一步的,所述旋转底座包括座体,所述座体的底部设有与其一体成型的旋转盘,所述旋转盘的侧壁设有卡接于控制箱上的限位槽。
进一步的,所述驱动器包括由电机e驱动的驱动轮,所述驱动轮上通过传动带与旋转盘连接。
进一步的,所述支撑臂包括与固定于底座上的支撑板轴接的臂体,所述臂体的两侧通过连接轴连接有加强臂。
进一步的,所述连接臂的端部通过插轴与主臂上的插孔相连接,所述插轴上设有与其一体成型的且与插孔内部的环槽相配合的连接环。
进一步的,所述焊接臂包括与挂耳轴接的翻转座,所述翻转座的底部设有与其一体成型的用于安装操作臂的安装柱。
进一步的,所述锡焊棒包括锡棒,所述锡棒的顶部设有与其一体成型的安装锡块,所述安装锡块的顶部固定设有与由气缸驱动的磁铁b相磁吸的磁铁a。
进一步的,所述控制系统包括执行机构控制器,所述执行机构控制器的输入端与机器视觉控制器的输出端、存储单元的输出端、分析单元的输出端相连接,执行机构控制器的输出端与驱动器的输入端相连接,所述驱动器的输出端与焊接单元的输入端相连接,所述机器视觉控制器的输入端与摄像头的输出端相连接,机器视觉控制器的输出端与存储单元的的输入端相连接,所述分析单元的输入端与存储单元的输出端相连接,所述驱动器包括电机a、电机b、电机c、电机d、电机e。
本发明使用时摄像头将待焊接件的焊接处拍下并传输到控制系统,控制系统控制电机e驱动旋转底座旋转,电机a驱动支撑臂绕着轴摆动,电机b驱动主臂绕着轴摆动,电机c驱动连接轴转动,电机d驱动焊接臂转动,使锡焊棒位于待焊接处进行焊接,通过摄像头与控制系统配合,精准找到需要焊接的点进行焊接,得到的产品合格率高,锡焊棒使用后剩下的部分置于焊锡棒回收机构中回收后再利用,避免了资源的浪费。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明一个角度的整体结构示意图;
图2是本发明另一个角度的整体结构示意图;
图3是本发明的内部结构示意图;
图4是本发明控制箱的结构示意图;
图5是本发明控制箱的爆炸图;
图6是本发明焊接臂的结构示意图;
图7是本发明连接臂与主臂的内部结构示意图;
图8是本发明回收箱的剖视图;
图9是本发明控制系统的结构图。
图中标号说明:1-散热槽孔、2-维修盖板、3-箱体、4-通风槽、5-鼓风箱、6-摄像头、7-旋转盘、8-座体、9-加强臂、10-安装锡块、11-锡棒、12-操作臂、13-安装柱、14-翻转座、15-挂耳、16-连接臂、17-主臂、18-臂体、19-支撑板、20-限位槽、21-螺钉、22-加料斗、23-支架、24-连接管、25-阀门、26-排出管、27-电机d、28-电机b、29-电机a、30-回收箱、31-电机e、32-驱动轮、33-传动带、34-控制系统、36-进风网、37-安装孔、38-风扇、39-磁铁a、40-磁铁b、41-气缸、42-连接环、43-插轴、44-电机c、45-环槽、46-插孔、47-熔化仓、48-螺旋加热棒、49-加热仓。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例,来详细说明本发明。
如图1至9所示,本实施例提供一种基于机器视觉控制的自动焊接机,包括控制箱,所述控制箱的内部设有控制系统34,控制箱的顶部设有由设于控制箱内部的驱动器驱动的旋转底座,所述旋转底座上通过支撑板19轴接有由电机a29驱动的支撑臂,所述支撑臂的顶部轴接有由电机b28驱动的主臂17,所述主臂17的端部旋转连接有由电机c44驱动的连接臂16,所述连接臂16的末端通过挂耳15轴接有由电机d27驱动的焊接臂,所述焊接臂的底部活动连接有焊锡棒,所述控制箱的内部设有延伸至其顶部的焊锡棒回收机构,所述旋转底座的一侧设有与控制系统34相连接的摄像头6,优选的,所述焊锡棒回收机构包括固定于控制箱内部的回收箱30,所述回收箱30的内部位于其底部处设有带螺旋加热棒48的加热仓49,所述加热仓49的顶部设有熔化仓47,所述熔化仓47处设有延伸至控制箱外部的带有阀门25的排出管26,所述回收箱30的顶部设有与加料斗22相连通的连接管24,所述加料斗22通过支架23与控制箱相连接,安装锡块10和锡棒11在熔化仓47内,由螺旋加热棒48加热熔化,而磁铁a39的熔点高于锡块10和锡棒11,故磁铁a39不会熔化,所述控制箱包括箱体3,所述箱体3的顶部设有通过螺钉21固定的维修盖板2,箱体3的两端开设有散热槽孔1,箱体3的一侧开设有安装孔37,所述安装孔37的内部安装有进风网36,所述箱体2上位于进风网36处固定设有带若干风扇38的鼓风箱5,所述鼓风箱5上开设有若干通风槽4,风扇38对箱体2的内进行吹风,将箱体2内部的热量由散热槽孔1处吹出,达到降低箱体2内部温度的目的。
摄像头6将待焊接件的焊接处拍下并传输到控制系统34,控制系统34控制电机e31驱动旋转底座旋转,电机a29驱动支撑臂绕着轴摆动,电机b28驱动主臂17绕着轴摆动,电机c44驱动连接轴转动,电机d27驱动焊接臂转动,使锡焊棒位于待焊接处进行焊接,通过摄像头6与控制系统34配合,精准找到需要焊接的点进行焊接,得到的产品合格率高,锡焊棒使用后剩下的部分置于焊锡棒回收机构中回收后再利用,避免了资源的浪费。
优选的,所述旋转底座包括座体8,所述座体8的底部设有与其一体成型的旋转盘7,所述旋转盘7的侧壁设有卡接于控制箱上的限位槽20。
优选的,所述驱动器包括由电机e31驱动的驱动轮32,所述驱动轮32上通过传动带33与旋转盘7连接。
电机a29驱动驱动轮32转动,在传动带33的传动作用下带动旋转盘7转动,进而带动座体8旋转,实现支撑臂沿着z轴360度旋转,在扩大摄像头6采集范围的同时也扩大焊接的范围,限位槽20的设置在便于安装旋转盘7的同时不妨碍旋转盘7转动。
优选的,所述支撑臂包括与固定于底座8上的支撑板19轴接的臂体18,所述臂体18的两侧通过连接轴连接有加强臂9。
在臂体18的两侧设置加强臂9,加强臂体18的强度,从而提高自动焊接机的稳定度。
优选的,所述连接臂16的端部通过插轴43与主臂17上的插孔46相连接,所述插轴43上设有与其一体成型的且与插孔46内部的环槽45相配合的连接环42。
电机c44驱动插轴43转动,进而驱动连接臂16转动,实现连接臂16沿着x轴旋转。
优选的,所述焊接臂包括与挂耳15轴接的翻转座14,所述翻转座14的底部设有与其一体成型的用于安装操作臂12的安装柱13。
电机d27驱动翻转座14转动,进而带动操作臂12转动,操作臂12沿着y轴作180度翻转。
优选的,所述锡焊棒包括锡棒11,所述锡棒11的顶部设有与其一体成型的安装锡块10,所述安装锡块10的顶部固定设有与由气缸41驱动的磁铁b40相磁吸的磁铁a39。
锡棒11使用后,焊接臂运动至焊锡棒回收机构的上方,气缸41驱动磁铁b40运动使其与磁铁a39分离,从而在重力的作用下安装锡块10、磁铁a39和锡棒11下落至焊锡棒回收机构内,安装时,磁铁a39和磁铁b40磁吸,达到固定锡棒11的目的,安装方便。
优选的,所述控制系统包括执行机构控制器,所述执行机构控制器的输入端与机器视觉控制器的输出端、存储单元的输出端、分析单元的输出端相连接,执行机构控制器的输出端与驱动器的输入端相连接,所述驱动器的输出端与焊接单元的输入端相连接,所述机器视觉控制器的输入端与摄像头的输出端相连接,机器视觉控制器的输出端与存储单元的的输入端相连接,所述分析单元的输入端与存储单元的输出端相连接,所述驱动器包括电机a、电机b、电机c、电机d、电机e。
摄像头6采集信息后使用Selective Search算法从待检测图像中提取2000个左右的区域候选框传输至机器视觉控制器,机器视觉控制器接收信息后把所有侯选框缩放成固定大小(采用227×227),使用CNN提取候选区域图像的特征,得到固定长度的特征向量,将特征向量输入到SVM分类器,判别输入类别送入到全连接网络以回归的方式精修候选框至机器视觉控制器,机器视觉控制器传输至执行机构控制器,执行机构控制器驱动驱动器带动焊接单元进行焊接,分析单元对执行机构控制器发出的指示进行分析,分析后的数据传输至存储单元进行存储,方便以后进行检修。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉控制的自动焊接机,包括控制箱,其特征在于:所述控制箱的内部设有控制系统,控制箱的顶部设有由设于控制箱内部的驱动器驱动的旋转底座,所述旋转底座上通过支撑板轴接有由电机a驱动的支撑臂,所述支撑臂的顶部轴接有由电机b驱动的主臂,所述主臂的端部旋转连接有由电机c驱动的连接臂,所述连接臂的末端通过挂耳轴接有由电机d驱动的焊接臂,所述焊接臂的底部活动连接有焊锡棒,所述控制箱的内部设有延伸至其顶部的焊锡棒回收机构,所述旋转底座的一侧设有与控制系统相连接的摄像头,所述焊锡棒回收机构包括固定于控制箱内部的回收箱,所述回收箱的内部位于其底部处设有带螺旋加热棒的加热仓,所述加热仓的顶部设有熔化仓,所述熔化仓处设有延伸至控制箱外部的带有阀门的排出管,所述回收箱的顶部设有与加料斗相连通的连接管,所述加料斗通过支架与控制箱相连接,所述控制箱包括箱体,所述箱体的顶部设有通过螺钉固定的维修盖板,箱体的两端开设有散热槽孔,箱体的一侧开设有安装孔,所述安装孔的内部安装有进风网,所述箱体上位于进风网处固定设有带若干风扇的鼓风箱,所述鼓风箱上开设有若干通风槽。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述旋转底座包括座体,所述座体的底部设有与其一体成型的旋转盘,所述旋转盘的侧壁设有卡接于控制箱上的限位槽。
3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述驱动器包括由电机e驱动的驱动轮,所述驱动轮上通过传动带与旋转盘连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述支撑臂包括与固定于底座上的支撑板轴接的臂体,所述臂体的两侧通过连接轴连接有加强臂。
5.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述连接臂的端部通过插轴与主臂上的插孔相连接,所述插轴上设有与其一体成型的且与插孔内部的环槽相配合的连接环。
6.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述焊接臂包括与挂耳轴接的翻转座,所述翻转座的底部设有与其一体成型的用于安装操作臂的安装柱。
7.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述锡焊棒包括锡棒,所述锡棒的顶部设有与其一体成型的安装锡块,所述安装锡块的顶部固定设有与由气缸驱动的磁铁b相磁吸的磁铁a。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉控制的自动焊接机,其特征在于:所述控制系统包括执行机构控制器,所述执行机构控制器的输入端与机器视觉控制器的输出端、存储单元的输出端、分析单元的输出端相连接,执行机构控制器的输出端与驱动器的输入端相连接,所述驱动器的输出端与焊接单元的输入端相连接,所述机器视觉控制器的输入端与摄像头的输出端相连接,机器视觉控制器的输出端与存储单元的的输入端相连接,所述分析单元的输入端与存储单元的输出端相连接,所述驱动器包括电机a、电机b、电机c、电机d、电机e。
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