CN117245215A - 基于机器人视觉识别的自动焊接设备及加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备及加工工艺,涉及容器加工技术领域，其包括第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一传送带与第二传送带，所述第二传送带置于所述第一传送带上方且第一传送带长度大于第二传送带长度，所述第一支撑架上设置有用于焊接的激光焊接枪头，所述第一支撑架上固定有用于检测焊接质量的检测摄像头，所述第一支撑架上设置有用于清理残次品的清理机械手。本申请具有提升焊接效率的效果。

Description

基于机器人视觉识别的自动焊接设备及加工工艺

技术领域

本申请涉及容器加工技术领域，尤其是涉及一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备及加工工艺。

背景技术

完整的保温容器包括杯体、杯盖与杯底，在制造过程中，杯体与杯底通过激光焊接的方式固定，且在焊接前将杯底通过搭接的方式安装。

相关技术中，在焊接过程中，对于不同型号的杯体需要设定不同的焊接轨迹，每次更换不同型号杯体时，要提前对焊接轨迹进行设定。

在实现上述申请过程中，发明人发现该技术中至少存在如下问题，对于不同型号的杯体焊接时，每次进行杯体更换均需要对激光焊接枪头的焊接轨迹进行调整，所耗费时间较多；同时杯体在传送带上运输，在运输过程中若发生杯体倾倒现象则无法继续焊接过程，导致焊接效率降低。

发明内容

为了提升焊接效率，本申请提供一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备及工艺。

第一方面，本申请提供的一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备采用如下的技术方案：

一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备，包括第一支撑架，所述第一支撑架上设置有第一传送带与第二传送带，所述第二传送带置于所述第一传送带上方且第一传送带长度大于第二传送带长度，所述第一支撑架上设置有用于焊接的激光焊接枪头，所述第一支撑架上固定有用于检测装配结果的装配摄像头，所述第一支撑架上端部设置有用于装配的装配机械手。

通过采用上述技术方案，在焊接过程中，装配摄像头对杯体和杯底的装配程度进行检测，当杯体和杯底搭接完好时，装配摄像头可将检测信号传输给电脑，电脑控制激光焊接枪头的运动轨迹并对杯体和杯底进行焊接；同时杯体若在第一传送带上发生倾倒时，不会被转移至第二传送带上，不会影响焊接过程的进行，提升了焊接效率。

可选的，所述激光焊接枪头有三个且分别设置于第一支撑架顶部与第一支撑架的两侧壁，所述激光焊接枪头滑动连接于第一支撑架。

通过采用上述技术方案，第一支撑架两侧壁和第一支撑架顶部均设置有激光焊接枪头，因此可对杯体和杯底的不同位置进行焊接，焊接过程较为便捷。

可选的，所述第一支撑架顶部转动连接有转动盘，置于第一支撑架顶部的所述激光焊接枪头转动连接于转动盘端面。

通过采用上述技术方案，第一支撑架顶部的激光焊接枪头转动连接于转动盘端面，可对杯体和杯底进行周向焊接，便于焊接过程的进行。

可选的，所述第一传送带端部设置有上料检测部，所述上料检测部包括固定于地面的第二支撑架，所述第二支撑架上转动连接有支撑杆，所述支撑杆呈“十”字形，所述支撑杆端部固定有定位杆，所述定位杆上套设有支撑台且支撑台底部固定有用于使支撑台端面保持水平的配重块。

通过采用上述技术方案，支撑台上用于放置杯体和杯底，通过支撑杆的转动可调节支撑台位于不同的位置，从而使杯体和杯底的位置发生变化，便于上料过程的进行，同时支撑台底部固定有配重块，配重块用于使支撑台端面保持水平，减小了支撑台端面倾斜而导致杯体和杯底脱离支撑台的可能。

可选的，所述支撑杆端面固定有带动杆，所述支撑杆转轴处转动连接有操作块，操作块上滑动连接有操作杆，所述第二支撑架端面固定有带动电机，带动电机转轴处固定有调整杆且调整杆转动连接于操作杆侧壁，所述操作杆上开设有用于穿设带动杆的带动槽。

通过采用上述技术方案，带动电机启动带动调整杆转动，调整杆带动操作杆在操作块上滑移同时绕支撑杆轴线处转动，在转动过程中，由于带动杆穿设在带动槽中，因此可带动支撑杆转动，从而带动支撑台转动，同时在操作杆的和转动过程中，带动槽可转动至不同带动杆处，便于带动支撑杆转动，且每次带动支撑杆转动的角度相同。

可选的，置于支撑杆顶部的支撑台两侧设置有两上料传送带，地面上固定有用于支撑上料传送带的上料架，所述上料架上滑动连接有推动块且推动块滑动方向垂直于上料传送带运动方向，所述上料架上转动连接有推动盘，所述推动盘端面滑动连接有上料块，上料块端面转动连接有上料杆，所述上料杆端部转动连接于推动块侧壁。

通过采用上述技术方案，两上料传送带分别用于放置杯体和杯底，杯体和杯底在上料传送带上运动至支撑杆顶部的支撑台处时，推动盘转动带动推动块滑移，从而将杯体和杯底推动至支撑台上，通过调节上料块在推动盘上的位置，可以调节推动块的滑移距离。

可选的，所述装配机械手固定于上料检测部顶部，所述第一支撑架上固定有用于检测焊接质量的检测摄像头，所述第一支撑架上设置有用于清理残次品的清理机械手。

通过采用上述技术方案，检测摄像头可对焊接质量进行检测，清理机械手可将质量合格的产品与质量不合格的产品分离，便于收集过程的进行，装配机械手固定于上料检测部顶部，便于对杯体和杯底进行装配。

可选的，所述第二支撑架上固定有用于推动产品至第一传送带上的推动电缸，所述第一支撑架上固定有两调整块，且两调整块相对的侧壁上开设有调整导向面。

通过采用上述技术方案，第一传送带上的杯体和杯底在调整块及调整导向面的作用下位置被调整，从而使其运动轨迹相同，便于焊接过程的进行。

可选的，地面上固定有收纳箱，且所述收纳箱高度高于配重块底部至地面的距离。

通过采用上述技术方案，检测不合格的杯体和杯底继续在支撑台上随支撑台运动，运动至支撑杆底部时，支撑台底部的配重块侧壁与收纳箱侧壁接触，支撑台倾斜，将支撑台上的杯体和杯底转移至收纳箱中。

第二方面，本申请还公开了一种适用于上述基于机器人视觉识别的自动焊接设备的加工工艺，包括以下步骤：

a、将杯体和杯底分别放置在两上料传送带上，推动块将其推动至支撑台上；

b、装配机械手对支撑台上的杯体和杯底进行装配；

c、支撑杆转动带动杯体和杯底转动，并进行检测；

d、检测合格的杯体和杯底被转移至第一传送带上继续运输；检测不合格的杯体和杯底继续随支撑杆转动；

e、杯体和杯底被转移至第二传送带上，激光焊接枪头转动对其进行焊接；

f、焊接完成后检测摄像头对其进行检测，并由清理机械手分拣焊接质量合格的产品和焊接质量不合格的产品。

通过采用上述技术方案，

综上所述，本申请包括以下至少一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备及工艺有益技术效果：

1.焊接过程中，装配摄像头对杯体和杯底的装配程度进行检测，当杯体和杯底搭接完好时，装配摄像头可将检测信号传输给电脑，电脑控制激光焊接枪头的运动轨迹并对杯体和杯底进行焊接；同时杯体若在第一传送带上发生倾倒时，不会被转移至第二传送带上，不会影响焊接过程的进行，提升了焊接效率；

2.第一支撑架顶部的激光焊接枪头转动连接于转动盘端面，可对杯体和杯底进行周向焊接，便于焊接过程的进行。

附图说明

图1是本申请实施例主体结构示意图。

图2是图1中A部分放大图。

图3是支撑杆及支撑台安装方式示意图。

图4是推动电缸安装位置示意图。

图5是图3中C部分放大图。

图6是图1中B部分放大图。

图7是生产工艺流程图。

附图标记说明：

1、第一支撑架；2、第一传送带；3、第二传送带；4、激光焊接枪头；5、检测摄像头；6、清理机械手；7、转动盘；8、第二支撑架；9、支撑杆；10、定位杆；11、支撑台；12、配重块；13、带动杆；14、操作块；15、操作杆；16、带动电机；17、调整杆；18、带动槽；19、上料传送带；20、上料架；21、推动块；22、推动盘；23、上料块；24、上料杆；25、装配机械手；26、装配摄像头；27、推动电缸；28、调整块；29、调整导向面；30、收纳箱。

具体实施方式

以下结合附图1-7对本申请作进一步详细说明。

第一方面：

本申请实施例公开一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备。参照图1，基于机器人视觉识别的自动焊接设备包括第一支撑架1，第一支撑架1放置于地面，且第一支撑架1上用于固定加工保温容器的零部件，本实施例中保温容器包括杯体和杯底，且杯体和杯底通过激光焊接的方式固定在一起；第一支撑架1上设置有第一传送带2与第二传送带3，第一传送带2与第二传送带3均通过转轴转动连接于第一支撑架1侧壁，第一支撑架1上通过螺栓固定有用于带动第一传送带2和第二传送带3转动的转动电机，转动电机为伺服电机；第一传送带2长度方向与第二传送带3长度方向相同，第二传送带3位置置于第一传送带2上方，且第一传送带2长度大于第二传送带3长度；同时第一传送带2与第二传送带3之间预留有用于通过保温容器杯体和杯底的空间，当搭接好的杯体和杯底在第一传送带2上运动发生倾倒时，不会被转移至第二传送带3上进行加工，而是沿第一传送带2继续运动，便于加工过程的进行。

参照图1和图2，第一支撑架1上设置有激光焊接枪头4，激光焊接枪头4用于对搭接好的杯体及杯底进行焊接，第一支撑架1顶部通过螺栓固定的方式固定有检测摄像头5，检测摄像头5用于检测焊接质量进行检测，第一支撑架1上设置有清理机械手6，清理机械手6用于清理残次品，当检测摄像头5检测到有出现焊接不合格的残次品时，清理机械手6会将该残次品转移至第二传送带3外部，将残次品统一收集。

参照图1和图2，激光焊接枪头4有三个，且三个激光焊接枪头4分别分布于第一支撑架1的顶部和第一支撑架1的两侧壁，且置于第一支撑架1两侧壁的激光焊接枪头4可在第一支撑架1侧壁沿竖直方向滑移，便于焊接不同型号或不同位置的产品，第一支撑架1顶部通过转轴转动连接有转动盘7，且置于第一支撑架1顶部的激光焊接枪头4通过转轴转动连接于转动盘7端面，转动盘7轴线垂直于激光焊接枪头4轴线，转动盘7端面通过螺栓固定有用于带动激光焊接枪头4转动的焊接电机；第一支撑架1上通过螺栓固定有用于带动转动盘7转动的操作电机，操作电机为伺服电机；该激光焊接枪头4可对产品进行周向焊接，同时转动激光焊接枪头4可调节激光焊接枪头4的焊接角度，便于焊接过程的进行，此处激光焊接枪头4转轴处的摩擦力较大，转动后不会自主恢复原位，因此焊接过程较为稳定。

参照图3、图4和图5，第一传送带2端部设置有上料检测部，上料检测部包括第二支撑架8，第二支撑架8放置于地面，第二支撑架8上通过翻转轴转动连接有支撑杆9，且该转轴呈水平设置，支撑杆9呈“十”字形，且支撑杆9端部通过一体成型的方式固定有定位杆10，定位杆10有四个且四个定位杆10分别固定于支撑杆9四个端部，定位杆10轴线方向平行于支撑杆9转轴的轴线方向；定位杆10上套设有支撑台11，支撑台11可在定位杆10上绕定位杆10轴线转动，支撑台11底部通过一体成型的方式固定有配重块12，配重块12重量大于支撑台11重量，配重块12用于使支撑杆9在转动过程中保持支撑台11上端面始终呈水平设置；第二支撑架8上通过转轴转动连接有操作块14，操作块14上开设有操作孔，操作孔内穿设有操作杆15且操作杆15可在操作孔内沿操作孔轴线方向滑移，操作块14置于支撑杆9转轴处，第二支撑架8侧壁通过螺栓固定的方式固定有带动电机16，带动杆13置于支撑杆9的两侧杆之间，带动电机16转轴处通过键连接的方式固定有调整杆17，调整杆17端部通过转轴转动连接于操作杆15侧壁，支撑杆9端面通过一体成型的方式固定有带动杆13，带动杆13有四个且四个带动杆13轴线方向均平行于支撑杆9转轴轴线方向，同时四个带动杆13轴线至支撑杆9转轴轴线的距离相等，操作杆15端部开设有带动槽18，带动槽18用于穿设带动杆13；带动电机16启动带动调整杆17转动，由于带动电机16置于支撑杆9的两侧杆之间，故调整杆17可带动操作杆15在操作孔内滑移同时绕支撑杆9转轴轴线方向做往复运动，因此可带动支撑杆9转动，且每次转动的角度相同，本实施例中每次转动角度为90°。

参照图1图3和图5，地面上设置有上料架20，上料架20上通过转轴转动连接有上料传送带19，上料架20用于支撑上料传送带19，上料传送带19有两条且上料传送带19置于支撑杆9顶部的支撑台11两侧，两上料传送带19均呈水平设置且两上料传送带19分别用于运输杯体和杯底；上料架20通过一体成型的方式固定有两放置杆，放置杆呈水平设置且放置杆轴线方向垂直于上料传送带19运动方向，上料架20上滑动连接有推动块21，推动块21上开设有推动槽且两放置杆穿设在推动槽中，从而使推动块21保持水平状态，推动块21滑动方向垂直于上料传送带19运动方向，上料架20上通过转轴转动连接有推动盘22，推动盘22端面滑动连接有上料块23，上料块23可沿推动盘22径向滑移，推动盘22端面固定有两限位杆，限位杆用于限制上料块23的滑动方向，限位杆为“L”形且两限位杆共同构成矩形，限位杆上转动连接有调节杆，调节杆轴线方向平行于上料块23运动方向，且调节杆螺纹连接于上料块23，通过转动调节杆可调节上料块23的位置，上料端面通过转轴转动连接有上料杆24，上料杆24端部通过转轴转动连接于推动块21侧壁，上料架20上通过螺栓固定有上料电机，上料电机转轴键连接于推动盘22，上料电机启动带动推动盘22转动，推动盘22带动上料块23转动，从而带动推动块21在放置杆上滑移；上料传送带19将杯体或杯底运输至置于支撑杆9顶部的支撑台11处时，推动杆推动杯体或杯底转移至支撑台11上，同时放置杆不会影响杯体或杯底的滑移。

参照图1、图3和图4，上料检测部顶部设置有装配机械手25，装配机械手25通过螺栓固定于上料架20上，装配机械手25用于将杯体和杯底进行装配并使二者呈搭接状态，支撑架上通过螺栓固定有装配摄像头26，装配摄像头26用于检测杯体与杯底的搭接是否合格，装配摄像头26置于靠近第一传送带2的支撑台11处，杯体和杯底在支撑杆9顶部的支撑台11处装配后，支撑杆9转动，带动装配好的杯体和杯底转动至靠近第一传送带2的位置，装配摄像头26对该处进行摄像检测，第二支撑架8上通过螺栓固定有上料电缸，检测合格后上料电缸推动装配合格的杯体和杯底转移至第一传送带2上；检测不合格时，支撑杆9继续带动杯体和杯底运动；地面上放置有收纳箱30，收纳箱30高度低于支撑杆9底部的配重块12底部至地面的距离，支撑杆9转动时配重块12底部与收纳箱30侧壁接触，支撑台11倾斜，将搭接不合格的杯体和杯底转移至收纳箱30中，便于收集并重新进行上料。

参照图1，第一支撑架1上通过螺栓固定有两调整块28，两调整块28相对的端面上开设有调整导向面29，调整导向面29呈倾斜设置，且调整导向面29沿第一传送带2运动方向逐渐靠近，调整块28及调整导向面29便于使第一传送带2上的杯体和杯底按指定轨迹移动，同时第一支撑架1上设置有分拣机械手，分拣机械手用于将第一传送带2上的杯体和杯底转移至第二传送带3上，便于加工过程的进行；同时本申请中的摄像头均将信号传递给电脑，电脑接收信号后控制电机、电缸、激光焊接枪头4和机械手的运作。

第二方面：

本申请还公开了一种适用于上述基于机器人视觉识别的自动焊接设备的加工工艺，参照图1和图7，包括以下步骤：

a、将杯体和杯底分别放置在两上料传送带19上，杯体和杯底在上料传送带19上运动至支撑杆9顶部的支撑台11处，并在推动块21的作用下将其推动至支撑台11上；

b、装配机械手25对支撑台11上的杯体和杯底进行装配，使杯体和杯底呈搭接状态；

c、支撑杆9转动带动杯体和杯底转动靠近第一传送带2处，并在装配摄像头26的作用下进行检测；

d、检测合格的杯体和杯底被转移至第一传送带2上继续运输；检测不合格的杯体和杯底继续随支撑杆9转动，并转移至收纳箱30中；

e、杯体和杯底被转移至第二传送带3上，激光焊接枪头4转动对其进行焊接；

f、焊接完成后检测摄像头5对其进行检测，并由清理机械手6分拣焊接质量合格的产品和焊接质量不合格的产品。

本申请实施例一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备及加工工艺的实施原理为：将杯体和杯底分别放置在两上料传送带19上，在上料传送带19的作用下杯体和杯底被带动至支撑杆9顶部的支撑台11处，推动盘22转动带动推动块21运动，推动块21将杯体和杯底推动至支撑台11上，装配机械手25带动杯体和杯底装配使杯体和杯底呈搭接状态，带动电机16启动带动操作杆15转动，操作杆15带动支撑杆9转动，支撑杆9转动将杯体和杯底转移至靠近第一传送带2处，在该位置处进行检测，装配合格的产品被推动电缸27推动至第一传送带2上；检测不合格的产品继续随支撑台11运动至支撑杆9底部，并转移至收纳箱30中，第一传送带2上的产品在调整块28和调整导向面29的作用下沿相同轨迹运动，同时被分拣机械手转移至第二传送带3上，若第一传送带2上的产品在运输途中发生倾倒的情况，这分拣机械手不会将倾倒的产品夹持，倾倒的产品继续在第一传送带2上运动，不会干涉焊接过程的进行，第二传送带3上的产品在激光焊接枪头4处被焊接，焊接完成后由检测摄像头5检测焊接质量，清理机械手6将质量合格的产品和质量不合格的产品分别转移至不同位置，焊接完成。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：包括第一支撑架(1)，所述第一支撑架(1)上设置有第一传送带(2)与第二传送带(3)，所述第二传送带(3)置于所述第一传送带(2)上方且第一传送带(2)长度大于第二传送带(3)长度，所述第一支撑架(1)上设置有用于焊接的激光焊接枪头(4)，所述第一支撑架(1)上固定有用于检测装配结果的装配摄像头(26)，所述第一支撑架(1)上端部设置有用于装配的装配机械手(25)。

2.根据权利要求1所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述激光焊接枪头(4)有三个且分别设置于第一支撑架(1)顶部与第一支撑架(1)的两侧壁，所述激光焊接枪头(4)滑动连接于第一支撑架(1)。

3.根据权利要求2所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述第一支撑架(1)顶部转动连接有转动盘(7)，置于第一支撑架(1)顶部的所述激光焊接枪头(4)转动连接于转动盘(7)端面。

4.根据权利要求1所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述第一传送带(2)端部设置有上料检测部，所述上料检测部包括固定于地面的第二支撑架(8)，所述第二支撑架(8)上转动连接有支撑杆(9)，所述支撑杆(9)呈“十”字形，所述支撑杆(9)端部固定有定位杆(10)，所述定位杆(10)上套设有支撑台(11)且支撑台(11)底部固定有用于使支撑台(11)端面保持水平的配重块(12)。

5.根据权利要求4所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述支撑杆(9)端面固定有带动杆(13)，所述支撑杆(9)转轴处转动连接有操作块(14)，操作块(14)上滑动连接有操作杆(15)，所述第二支撑架(8)端面固定有带动电机(16)，带动电机(16)转轴处固定有调整杆(17)且调整杆(17)转动连接于操作杆(15)侧壁，所述操作杆(15)上开设有用于穿设带动杆(13)的带动槽(18)。

6.根据权利要求4所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：置于支撑杆(9)顶部的支撑台(11)两侧设置有两上料传送带(19)，地面上固定有用于支撑上料传送带(19)的上料架(20)，所述上料架(20)上滑动连接有推动块(21)且推动块(21)滑动方向垂直于上料传送带(19)运动方向，所述上料架(20)上转动连接有推动盘(22)，所述推动盘(22)端面滑动连接有上料块(23)，上料块(23)端面转动连接有上料杆(24)，所述上料杆(24)端部转动连接于推动块(21)侧壁。

7.根据权利要求4所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述装配机械手(25)固定于上料检测部顶部，所述第一支撑架(1)上固定有用于检测焊接质量的检测摄像头(5)，所述第一支撑架(1)上设置有用于清理残次品的清理机械手(6)。

8.根据权利要求7所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：所述第二支撑架(8)上固定有用于推动产品至第一传送带(2)上的推动电缸(27)，所述第一支撑架(1)上固定有两调整块(28)，且两调整块(28)相对的侧壁上开设有调整导向面(29)。

9.根据权利要求1所述的基于机器人视觉识别的自动焊接设备，其特征在于：地面上固定有收纳箱(30)，且所述收纳箱(30)高度高于配重块(12)底部至地面的距离。

10.一种适用于上述基于机器人视觉识别的自动焊接设备的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

a、将杯体和杯底分别放置在两上料传送带(19)上，推动块(21)将其推动至支撑台(11)上；

b、装配机械手(25)对支撑台(11)上的杯体和杯底进行装配；

c、支撑杆(9)转动带动杯体和杯底转动，并进行检测；

d、检测合格的杯体和杯底被转移至第一传送带(2)上继续运输；检测不合格的杯体和杯底继续随支撑杆(9)转动；

e、杯体和杯底被转移至第二传送带(3)上，激光焊接枪头(4)转动对其进行焊接；

f、焊接完成后检测摄像头(5)对其进行检测，并由清理机械手(6)分拣焊接质量合格的产品和焊接质量不合格的产品。