CN114618915A - 一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机 - Google Patents
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Abstract
一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，涉及焊接设备领域。基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机包括底座，底座的顶部设有用于支撑钢板的工作台、具有钢板限位槽的夹爪、与夹爪连接的弯折装置及可沿直线方向往复移动的虎口钳；虎口钳被配置成可夹持钢板移动至工作台上或使钢板一端卡设于钢板限位槽内，弯折装置用于驱动夹爪转动以弯折钢板限位槽卡接的钢板，底座的上方还设有用于采集工作台上钢板图像的图像采集装置。本申请提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机能够快速高效准确的对钢板进行撕扯、折弯和图像采集检测。
Description
技术领域
本申请涉及焊接设备领域，具体而言，涉及一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机。
背景技术
经过电阻搭接焊接后的带钢通常需要有一定冲压和机械性能，为了直观或直接的判定带钢的该性能，需要对其进行弯折撕扯进行判断，在带钢受力撕扯弯折后并在其弯折部位检查焊接部位表面质量有无异常，如弯折处焊缝产生裂纹形状、脱开状况、焊缝影响区异常变色等现象。
目前对电阻搭接焊接较薄带钢焊缝质量的检测，最直接快速的方法是用双手对薄钢板焊缝试样片进行来回弯折撕扯和往复用力弯折后检查产品弯折部位有无异常。该方法虽然简单方便，但得到的检测数据偏差大，在弯折撕扯受力过程中人为用力的大小无法保证，被弯折产品弯折处的折弯圆角无法控制等，并且在弯折过程中操作人员存在安全隐患。
发明内容
本申请的目的在于提供一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其能够快速高效准确的对钢板进行撕扯、折弯和图像采集检测。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其包括底座，底座的顶部设有用于支撑钢板的工作台、具有钢板限位槽的夹爪、与夹爪连接的弯折装置及可沿直线方向往复移动的虎口钳；虎口钳被配置成可夹持钢板移动至工作台上或使钢板一端卡设于钢板限位槽内，弯折装置用于驱动夹爪转动以弯折钢板限位槽卡接的钢板，底座的上方还设有用于采集工作台上钢板图像的图像采集装置。
在一些可选的实施方案中，虎口钳包括设于底座顶部的第一滑轨、可沿第一滑轨移动的虎口钳支架、连接于虎口钳支架顶部的上夹钳、设于上夹钳下方的下夹钳及用于驱动下夹钳升降的夹持气缸，下夹钳升降时配合上夹钳夹持或松开工作台支撑的钢板。
在一些可选的实施方案中，弯折装置包括底部与底座连接的第一支撑板、固定于第一支撑板的弯折电机、与弯折电机的输出轴铰接的曲柄、与曲柄铰接的连杆，连杆与夹爪一端一侧铰接，夹爪一端另一侧通过销轴与第一支撑板铰接。
在一些可选的实施方案中，图像采集装置包括底部与底座连接的第二支撑板、固定于第二支撑板的滑轨支架、固定于滑轨支架的第二滑轨、可沿第二滑轨滑动的图像采集固定滑块、连接于图像采集固定滑块的第三滑轨及可沿第三滑轨滑动的相机滑块，相机滑块铰接有可转动的相机。
在一些可选的实施方案中，第三滑轨还连接有可沿其滑动的光源滑块，光源滑块铰接有可转动的光源。
在一些可选的实施方案中，工作台的顶部铰接有可转动以支撑钢板的支撑板，底座的顶部还设有料桶，支撑板转动时使支撑的钢板落入料桶。
在一些可选的实施方案中，工作台连接有用于驱动支撑板转动的落料电机。
在一些可选的实施方案中，支撑板上开设有感应孔，工作台的顶部设有位于支撑板下方的钢板传感器，钢板传感器用于穿过感应孔识别支撑板上支撑的钢板。
在一些可选的实施方案中，支撑板的顶面设有用于容纳钢板的容纳槽。
本申请的有益效果是：本申请提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机包括底座，底座的顶部设有用于支撑钢板的工作台、具有钢板限位槽的夹爪、与夹爪连接的弯折装置及可沿直线方向往复移动的虎口钳；虎口钳被配置成可夹持钢板移动至工作台上或使钢板一端卡设于钢板限位槽内，弯折装置用于驱动夹爪转动以弯折钢板限位槽卡接的钢板，底座的上方还设有用于采集工作台上钢板图像的图像采集装置。本申请提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机能够快速高效准确的对钢板进行撕扯、折弯和图像采集检测。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的第一视角的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的第二视角的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的第三视角的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的第四视角的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机中弯折装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机中工作台的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机中虎口钳的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机中图像采集装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机使用弯折装置驱动夹爪弯折虎口钳固定钢板时的第一工作状态的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机使用弯折装置驱动夹爪弯折虎口钳固定钢板时的第一工作状态的局部结构示意图；
图11为本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机使用弯折装置驱动夹爪弯折虎口钳固定钢板时的第二工作状态的局部结构示意图。
图中：100、底座；110、工作台；120、夹爪；121、钢板限位槽；130、虎口钳；131、第一滑轨；132、虎口钳支架；133、上夹钳；134、下夹钳；135、夹持气缸；140、支撑板；141、容纳槽；142、让位槽；150、料桶；160、感应孔；170、钢板传感器；200、弯折装置；210、第一支撑板；220、弯折电机；230、曲柄；240、连杆；250、销轴；300、图像采集装置；310、第二支撑板；320、滑轨支架；330、第二滑轨；340、图像采集固定滑块；350、第三滑轨；360、相机滑块；370、相机；380、光源滑块；390、光源；400、钢板。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10和图11所示，本申请实施例提供一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其包括底座100，底座100的顶部设有沿长度方向依次布置的料桶150和工作台110，工作台110远离料桶150的一侧还设有夹爪120和虎口钳130，夹爪120朝向虎口钳130的一侧设有钢板限位槽121；虎口钳130被配置成可在工作台110和夹爪120之间移动，以将工作台110支撑的钢板400夹持并移动至使钢板400一端卡设于钢板限位槽121内，底座100还设有与夹爪120连接的弯折装置200，弯折装置200用于驱动夹爪120转动以弯折钢板限位槽121卡接的钢板400，底座100的上方还设有用于采集工作台110上钢板图像的图像采集装置300。
其中，工作台110的顶部铰接有支撑钢板的支撑板140，支撑板140靠近料桶150的一端与工作台110铰接，支撑板140相对于工作台110转动时使支撑的钢板400滑落入料桶150内，支撑板140的顶面设有用于容纳钢板400的容纳槽141，容纳槽141的底壁开设有感应孔160，工作台110的顶部设有位于支撑板140下方的钢板传感器170，钢板传感器170为激光传感器用于穿过感应孔160识别支撑板140上支撑的钢板400。虎口钳130包括设于底座100顶部的第一滑轨131、可沿第一滑轨131移动的虎口钳支架132、连接于虎口钳支架132顶部的上夹钳133、设于上夹钳133下方的下夹钳134及用于驱动下夹钳134升降的夹持气缸135，下夹钳134升降时配合上夹钳133夹持或松开工作台110支撑的钢板，支撑板140远离料桶150的一端设有与容纳槽141连通的让位槽142，让位槽142用于供虎口钳130的下夹钳134进入或脱出。弯折装置200包括底部与底座100连接的第一支撑板210、固定于第一支撑板210的弯折电机220、与弯折电机220的输出轴铰接的曲柄230、与曲柄230铰接的连杆240，连杆240与夹爪120一端一侧铰接，夹爪120一端另一侧通过销轴250与第一支撑板210铰接，弯折电机220连接有用于记录其输出轴旋转圈数的计数器。图像采集装置300包括底部与底座100连接的第二支撑板310、固定于第二支撑板310的滑轨支架320、固定于滑轨支架320的第二滑轨330、可沿第二滑轨330滑动的图像采集固定滑块340、连接于图像采集固定滑块340的第三滑轨350及可沿第三滑轨350滑动的相机滑块360和光源滑块380，相机滑块360铰接有可转动的相机370，光源滑块380铰接有可转动的光源390，第二滑轨330垂直于第三滑轨350。
本申请实施例提供的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机的工作原理是：
首先控制图像采集固定滑块340沿第二滑轨330移动至合适位置，并控制相机滑块360和光源滑块380沿第三滑轨350移动至合适位置，随后相对于相机滑块360和光源滑块380转动相机370和光源390，使相机370和光源390的位置和角度能够确保相机370对工作台110上的钢板400进行清晰的图像采集；
将经过焊接后的月牙形的带钢试样钢板400放置于工作台110顶部铰接的支撑板140的容纳槽141内，此时工作台110的顶部设有的位于支撑板140下方的钢板传感器170发射激光感应孔160后照射至钢板400上反射至钢板传感器170，钢板传感器170传递信号，使用相机370对容纳槽141内钢板400拍照，进行一次数据采集；
控制虎口钳130的夹持气缸135收缩带动下夹钳134下降，并控制虎口钳支架132沿第一滑轨131向靠近工作台110方向移动，使虎口钳支架132顶部连接的上夹钳133位于容纳槽141内钢板400的上方，并使虎口钳支架132底部连接的下夹钳134穿过让位槽142移动至容纳槽141内钢板400的下方，随后控制虎口钳130的夹持气缸135伸出带动下夹钳134上升，使下夹钳134和上夹钳133配合夹持固定钢板400，并实现对钢板400的撕扯；
控制虎口钳支架132沿第一滑轨131向远离工作台110方向移动，直至下夹钳134和上夹钳133配合夹持固定的钢板400一端卡接于夹爪120朝向虎口钳130的一侧设有的钢板限位槽121内，此时控制虎口钳支架132停止移动。
启动弯折电机220，弯折电机220的输出轴带动曲柄230旋转，曲柄230旋转时通过铰接的连杆240带动夹爪120绕销轴250沿竖直平面上下快速地往复摆动，从而利用夹爪120对下夹钳134和上夹钳133夹持固定的钢板400进行往复弯折，并使用计数器读取弯折电机220的输出轴旋转圈数，当弯折电机220的输出轴旋转预设圈数即钢板400的往复弯折次数达到设定值后，弯折电机220停止转动；
控制虎口钳支架132沿第一滑轨131向靠近工作台110方向移动，直至下夹钳134和上夹钳133配合夹持固定的钢板400移动至钢板限位槽121上方时，控制虎口钳支架132停止移动，控制虎口钳130的夹持气缸135收缩带动下夹钳134下降，使下夹钳134和上夹钳133配合夹持固定的钢板400放下至钢板限位槽121内，控制虎口钳支架132沿第一滑轨131向远离工作台110方向移动，使用图像采集装置300的相机370对折弯后的钢板400再次拍照，进行第二次数据采集；
拍照完成后，转动支撑板140抬起推动钢板400在重力作用下落入料桶150；
根据折弯的次数以及连续折弯后钢板400上焊缝的图像特征，综合判断焊缝的质量。
本实施例中，第一滑轨131、第二滑轨330和第三滑轨350为直线滑轨。
在其他可选的实施例中，工作台110连接有用于驱动支撑板140转动的落料电机。作业人员能够控制落料电机的输出轴旋转带动输出轴连接的支撑板140转动，以使支撑板140上放置的钢板400滑落至支撑板140一侧放置的料桶150内。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (9)
1.一种基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，其包括底座，所述底座的顶部设有用于支撑钢板的工作台、具有钢板限位槽的夹爪、与所述夹爪连接的弯折装置及可沿直线方向往复移动的虎口钳；所述虎口钳被配置成可夹持所述钢板移动至所述工作台上或使所述钢板一端卡设于所述钢板限位槽内，所述弯折装置用于驱动所述夹爪转动以弯折所述钢板限位槽卡接的所述钢板，所述底座的上方还设有用于采集所述工作台上钢板图像的图像采集装置。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述虎口钳包括设于所述底座顶部的第一滑轨、可沿所述第一滑轨移动的虎口钳支架、连接于所述虎口钳支架顶部的上夹钳、设于所述上夹钳下方的下夹钳及用于驱动所述下夹钳升降的夹持气缸，所述下夹钳升降时配合所述上夹钳夹持或松开所述工作台支撑的钢板。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述弯折装置包括底部与所述底座连接的第一支撑板、固定于所述第一支撑板的弯折电机、与所述弯折电机的输出轴铰接的曲柄、与所述曲柄铰接的连杆，所述连杆与所述夹爪一端一侧铰接，所述夹爪一端另一侧通过销轴与所述第一支撑板铰接。
4.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述图像采集装置包括底部与所述底座连接的第二支撑板、固定于所述第二支撑板的滑轨支架、固定于所述滑轨支架的第二滑轨、可沿所述第二滑轨滑动的图像采集固定滑块、连接于所述图像采集固定滑块的第三滑轨及可沿所述第三滑轨滑动的相机滑块，所述相机滑块铰接有可转动的相机。
5.根据权利要求4所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述第三滑轨还连接有可沿其滑动的光源滑块，所述光源滑块铰接有可转动的光源。
6.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述工作台的顶部铰接有可转动以支撑所述钢板的支撑板，所述底座的顶部还设有料桶，所述支撑板转动时使支撑的所述钢板落入所述料桶。
7.根据权利要求6所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述工作台连接有用于驱动所述支撑板转动的落料电机。
8.根据权利要求6所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述支撑板上开设有感应孔，所述工作台的顶部设有位于所述支撑板下方的钢板传感器，所述钢板传感器用于穿过所述感应孔识别所述支撑板上支撑的所述钢板。
9.根据权利要求6所述的基于机器视觉检测钢板搭接焊缝的撕扯折弯机，其特征在于，所述支撑板的顶面设有用于容纳钢板的容纳槽。
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