CN117260086B - 基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置及焊接方法，涉及焊接技术领域，包括外壳，焊渣清理机构，所述焊渣清理机构包括电机支撑板，所述电机支撑板通过螺栓固定安装在外壳外壁的后侧，且位于焊接机构所在的中间偏上处。本发明通过设计安装了焊渣清理机构，通过双向螺纹杆带动两个刮板反向运动，通过刮板的顶端将溅射到滤光片上的焊渣或附着在滤光片上的灰尘刮下，在基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，刮板进行往复运动，持续进行焊渣清理，避免产生的火花容易溅射到滤光片后留有的杂质影响到图像的提取，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的焊接成功率，保证了装置的使用寿命与稳定性。

Description

基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，具体为基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置及焊接方法。

背景技术

多层多道焊接分为多道焊和多层焊，由两条以上焊道完成整条焊缝所进行的焊接为多道焊，熔敷两个以上焊层完成整条焊缝所进行的焊接为多层焊，多层多道焊接技术广泛用于石油管道、压力容器、船舶、航空等中厚板结构件焊接，在申请号为202010636948.1的中国专利公开了“一种基于视觉表征的多层多道焊接装置及焊接方法，属于焊接自动化领域。包括行走本体、行走导轨、3D激光轮廓传感器、焊枪；通过3D激光轮廓传感器扫描焊缝，获取施焊轨迹与焊枪位姿；通过行走伺服电机控制行走本体、焊枪、3D激光轮廓传感器在行走导轨上运动；通过z轴伺服电机控制焊枪在焊缝深度方向上运动；通过y轴伺服电机控制焊枪在焊缝横向方向上运动；通过焊枪位姿控制伺服电机控制焊枪位姿；优点在于：本装置利用每层各道等高等面积焊道截面规划模型与移动坐标系下分段式实时识别焊接轨迹模型在焊接过程中自主实时规划各层各道施焊轨迹与焊枪位姿，无需人工示教，智能自主控制多层多道施焊过程。”

该对比文件仅仅解决了现有多层多道焊接装置往往未能达到对整个施焊过程的路径自主规划与智能控制的问题，现有的多层多道焊接技术中，在基于视觉表征进行焊接的过程中，往往通过摄像装置对焊接点进行图像提取，在焊接时通过滤光片对摄像头进行保护，但是焊接时产生的火花容易溅射到滤光片上，使滤光片上留有较多的杂质，导致提取到的图像不准确，进而导致焊接失败，此外，在焊接时容易产生大量的烟雾，也会影响到摄像设备对图像的提取，导致对焊接位置判断不精确。

发明内容

本发明的目的在于提供基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置及焊接方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置，包括外壳，所述外壳的内部中间偏上设置有焊接机构，所述外壳的内部顶端中间通过螺栓固定安装有工业摄像头，所述外壳的内部位于工业摄像头的下方通过螺栓固定安装有滤光片；

焊渣清理机构，所述焊渣清理机构包括电机支撑板，所述电机支撑板通过螺栓固定安装在外壳外壁的后侧，且位于焊接机构所在的中间偏上处；

烟雾吸收机构，所述烟雾吸收机构包括安装板，所述安装板的顶端通过螺栓固定安装在电机支撑板的底端，所述安装板通过螺栓固定安装在外壳的外壁后侧。

优选的，所述焊接机构包括X轴、Y轴、Z轴和焊接装置，所述X轴共有两根且分别通过螺栓固定安装在外壳的内部中间偏上处的前、后侧，所述Y轴的前、后端通过伺服电机活动安装在两个X轴之间，所述Z轴通过伺服电机活动安装在Y轴上，所述焊接装置通过伺服电机活动安装在Z轴远离Y轴的一侧。

优选的，所述焊渣清理机构包括双轴电机、驱动杆、凸块、滑筒和凹槽，所述双轴电机通过螺栓固定安装在电机支撑板顶端一侧，两个所述Y轴中靠近双轴电机的一个的两端通过螺栓固定安装有支撑柱，所述驱动杆靠近双轴电机的一端通过轴承活动安装在靠近双轴电机的支撑柱的顶端，所述凸块通过焊接固定安装在驱动杆上，所述滑筒滑动套接在驱动杆外，所述凹槽开设在滑筒内，所述凸块通过卡合滑动安装在凹槽内。

优选的，所述焊渣清理机构包括往复筒、往复槽、引导杆、第一蜗杆和支撑杆，所述往复筒靠近双轴电机的一端通过轴承活动安装在凹槽远离双轴电机的一端，所述往复槽开设于往复筒的外表面，所述往复槽首尾相连呈圆周结构，所述引导杆滑动安装在往复槽内，所述电机支撑板的顶端通过螺栓固定安装有竖直板，所述引导杆通过螺栓固定安装在竖直板的顶端，所述第一蜗杆靠近双轴电机的一端通过轴承插入安装在往复槽内，所述支撑杆靠近双轴电机的一端通过焊接固定安装在第一蜗杆远离双轴电机的一端，所述支撑杆远离第一蜗杆的一端插入滑动安装在两个支撑柱中远离双轴电机的一个顶端中间。

优选的，所述焊渣清理机构包括第一传动皮带、支撑块、第一蜗轮、第一皮带轮、支撑滑槽和双向螺纹杆，所述第一传动皮带靠近双轴电机的一端活动套接在双轴电机远离电机支撑板中间的一端输出轴上，所述第一传动皮带的另一端活动套接在驱动杆靠近双轴电机的一端，所述支撑块通过螺栓固定安装在电机支撑板的顶端靠近外壳的一侧的中间，所述支撑块的顶端中间通过轴承活动安装有转轴，所述第一蜗轮通过螺栓固定套接在转轴上，所述第一蜗轮位于第一蜗杆的上方且与第一蜗杆啮合连接，所述第一皮带轮通过螺栓固定安装在转轴靠近外壳的一端，所述支撑滑槽共有两个且分别通过螺栓固定安装在外壳的内部且位于Y轴的上方的左、右侧，每个所述支撑滑槽的截面呈L型结构，所述双向螺纹杆共有两根且双向螺纹杆的两端分别通过轴承活动安装在支撑滑槽内的两端，两根所述双向螺纹杆上刻设的螺纹方向相反。

优选的，所述焊渣清理机构包括滑块、弹簧、刮板、收集槽、第二皮带轮和第二传动皮带，所述滑块共有四块且均分为两组，其中每个滑块的中间通过螺栓套接在每根双向螺纹杆的一端上，两组所述滑块分别滑动安装在两个支撑滑槽内，所述弹簧共有两根且分别通过螺栓固定安装在每组滑块之间，所述刮板共有两个且分别通过螺栓固定安装在移动方向相同的两个滑块之间，所述刮板的截面呈弧形结构，所述刮板的底端开设有安装槽，所述收集槽通过插入活动安装在安装槽内，所述第二皮带轮共有两个且分别通过焊接固定安装在两根双向螺纹杆靠近外壳后侧的一端上，所述第二传动皮带的两端分别活动套接在两个第二皮带轮外，所述第二传动皮带的中间活动套接在第一皮带轮外。

优选的，所述烟雾吸收机构包括烟雾吸收筒、过滤网、连接板和烟雾吸收扇，所述安装板中间上、下位置均开设有烟雾吸收口，所述烟雾吸收筒共有两个且分别通过螺栓固定安装在两个烟雾吸收口远离外壳的一侧，所述过滤网通过螺栓固定安装在烟雾吸收口靠近外壳的一侧，所述连接板通过螺栓固定安装在烟雾吸收筒远离外壳的一侧中间，所述烟雾吸收扇共有两扇且分别通过转轴活动安装在连接板对应烟雾吸收筒中间位置，所述烟雾吸收扇插入活动安装在烟雾吸收筒内。

优选的，所述烟雾吸收机构包括第二蜗轮、第二蜗杆、第三传动皮带和第四传动皮带，所述第二蜗轮共有两个且分别通过轴承活动安装在连接板对应两个烟雾吸收筒中心位置且远离外壳的一侧，两个所述第二蜗轮分别通过转轴与两个烟雾吸收扇固定连接，所述安装板的后侧固定安装有四个均分为上下两组的连接柱，所述第二蜗杆共有两根且两端分别通过轴承活动安装在每组连接柱之间，两个所述第二蜗轮分别与两根第二蜗杆啮合连接，所述第三传动皮带的顶端活动套接在双轴电机靠近电机支撑板中间一端的输出轴上，所述第三传动皮带的底端活动套接在位于上方的一根第二蜗杆上，所述第四传动皮带的两端分别活动套接在两根第二蜗杆远离第三传动皮带的一端上。

基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，包括以下步骤：

S1、进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接之前，将待焊接物料放置在外壳内，通过工业摄像头对焊接处进行图像提取，进行处理分析后，控制焊接机构进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接，通过X轴调整水平X方向上的焊接位置，通过Y轴调整水平Y方向上的焊接位置，通过Z轴调整竖直Z方向上的焊接位置，然后通过控制焊接装置进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接；

S2、在进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机，通过第一传动皮带带动驱动杆转动，此时在双轴电机的驱动下，使得驱动杆在滑筒内转动，此时凸块跟随驱动杆转动，通过凸块在凹槽内的卡合连接，带动滑筒跟随驱动杆同时转动，当滑筒转动时，带动往复筒转动，此时往复槽跟随往复筒转动，由于引导杆的限位，使得往复筒在转动时，通过引导杆在往复槽内引导滑动，使得往复筒向电机支撑板的中心方向移动，使得滑筒在转动的同时向第一蜗轮的方向移动，此时第一蜗杆跟随滑筒转动的同时向远离双轴电机的方向移动，带动支撑杆向远离双轴电机的方向移动，通过支撑杆对第一蜗杆进行支撑，由于第一蜗杆与第一蜗轮啮合连接，当第一蜗杆转动时，带动第一蜗轮转动，此时通过第一蜗轮带动第一皮带轮转动，当第一蜗轮转动时通过第二传动皮带带动两个第二皮带轮转动，使得两根双向螺纹杆跟随两个第二皮带轮转动，当双向螺纹杆转动时，由于支撑滑槽的限位作用，使得滑块带动刮板均向远离滤光片的中间方向移动，通过刮板的顶端将溅射到滤光片上的焊渣或附着在滤光片上的灰尘刮下，由于刮板呈弧形结构，便于将焊渣或灰尘收集进入收集槽内，当滑块带动刮板移动时，每根双向螺纹杆上的两个滑块之间的弹簧被拉伸，当滑块停止移动时，由于弹簧的拉力，增大了滑块在双向螺纹杆上的摩擦力，以保证滑块在双向螺纹杆上可以稳固停止；

当引导杆在往复槽内运动半圈后，往复筒在引导杆的引导下反向移动，使得第一蜗杆向靠近双轴电机的方向移动，此时第一蜗轮反转，使得双向螺纹杆反转，使得刮板向滤光片的中间移动，此时完成一次焊渣清理，在基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，持续进行焊渣清理，避免产生的火花容易溅射到滤光片后留有的杂质影响到图像的提取，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的焊接成功率，保证了装置的使用寿命与稳定性；

S3、当基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机，通过第三传动皮带和第四传动皮带带动第二蜗杆转动，当第二蜗杆转动时，带动第二蜗轮转动，再通过第二蜗轮带动烟雾吸收筒内的烟雾吸收扇转动，当烟雾吸收扇转动后，将基于视觉表征的中厚板多层多道焊接过程中产生的烟雾进行吸收，避免焊接时产生大量的烟雾影响到工业摄像头对图像的提取，避免了对焊接位置判断不精确的情况出现，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的精确度，提高了焊接的成功率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设计安装了焊渣清理机构，通过双向螺纹杆带动两个刮板反向运动，通过刮板的顶端将溅射到滤光片上的焊渣或附着在滤光片上的灰尘刮下，在基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，刮板进行往复运动，持续进行焊渣清理，避免产生的火花容易溅射到滤光片后留有的杂质影响到图像的提取，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的焊接成功率，保证了装置的使用寿命与稳定性；

2、本发明通过设计安装了烟雾吸收机构，通过双轴电机驱动第二蜗杆转动后，通过第二蜗轮驱动烟雾吸收扇转动，将基于视觉表征的中厚板多层多道焊接过程中产生的烟雾进行吸收，避免焊接时产生大量的烟雾影响到工业摄像头对图像的提取，避免了对焊接位置判断不精确的情况出现，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的精确度，提高了焊接的成功率。

附图说明

图1为本发明实施例提供整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的正面剖视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的焊渣清理机构示意图；

图4为本发明实施例提供的图3中A处放大结构示意图；

图5为本发明实施例提供的驱动杆与滑筒结构示意图；

图6为本发明实施例提供的烟雾吸收机构示意图。

图中：1、外壳；2、焊接机构；201、X轴；202、Y轴；203、Z轴；204、焊接装置；3、工业摄像头；4、滤光片；5、焊渣清理机构；501、电机支撑板；502、双轴电机；503、驱动杆；504、凸块；505、滑筒；506、凹槽；507、往复筒；508、往复槽；509、引导杆；510、第一蜗杆；511、支撑杆；512、第一传动皮带；513、支撑块；514、第一蜗轮；515、第一皮带轮；516、支撑滑槽；517、双向螺纹杆；518、滑块；519、弹簧；520、刮板；521、收集槽；522、第二皮带轮；523、第二传动皮带；6、烟雾吸收机构；601、安装板；602、烟雾吸收筒；603、过滤网；604、连接板；605、烟雾吸收扇；606、第二蜗轮；607、第二蜗杆；608、第三传动皮带；609、第四传动皮带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供技术方案：基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，包括外壳1，外壳1的内部中间偏上设置有焊接机构2，外壳1的内部顶端中间通过螺栓固定安装有工业摄像头3，外壳1的内部位于工业摄像头3的下方通过螺栓固定安装有滤光片4；

焊渣清理机构5，焊渣清理机构5包括电机支撑板501，电机支撑板501通过螺栓固定安装在外壳1外壁的后侧，且位于焊接机构2所在的中间偏上处；

烟雾吸收机构6，烟雾吸收机构6包括安装板601，安装板601的顶端通过螺栓固定安装在电机支撑板501的底端，安装板601通过螺栓固定安装在外壳1的外壁后侧。

焊接机构2包括X轴201、Y轴202、Z轴203和焊接装置204，X轴201共有两根且分别通过螺栓固定安装在外壳1的内部中间偏上处的前、后侧，Y轴202的前、后端通过伺服电机活动安装在两个X轴201之间，Z轴203通过伺服电机活动安装在Y轴202上，焊接装置204通过伺服电机活动安装在Z轴203远离Y轴202的一侧；通过X轴201调整水平X方向上的焊接位置，通过Y轴202调整水平Y方向上的焊接位置，通过Z轴203调整竖直Z方向上的焊接位置，然后通过控制焊接装置204进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接；

焊渣清理机构5包括双轴电机502、驱动杆503、凸块504、滑筒505和凹槽506，双轴电机502通过螺栓固定安装在电机支撑板501顶端一侧，两个Y轴202中靠近双轴电机502的一个的两端通过螺栓固定安装有支撑柱，驱动杆503靠近双轴电机502的一端通过轴承活动安装在靠近双轴电机502的支撑柱的顶端，凸块504通过焊接固定安装在驱动杆503上，滑筒505滑动套接在驱动杆503外，凹槽506开设在滑筒505内，凸块504通过卡合滑动安装在凹槽506内；通过双轴电机502的驱动，使得驱动杆503在滑筒505内转动，此时凸块504跟随驱动杆503转动，通过凸块504在凹槽506内的卡合连接，带动滑筒505跟随驱动杆503同时转动；

焊渣清理机构5包括往复筒507、往复槽508、引导杆509、第一蜗杆510和支撑杆511，往复筒507靠近双轴电机502的一端通过轴承活动安装在凹槽506远离双轴电机502的一端，往复槽508开设于往复筒507的外表面，往复槽508首尾相连呈圆周结构，引导杆509滑动安装在往复槽508内，电机支撑板501的顶端通过螺栓固定安装有竖直板，引导杆509通过螺栓固定安装在竖直板的顶端，第一蜗杆510靠近双轴电机502的一端通过轴承插入安装在往复槽508内，支撑杆511靠近双轴电机502的一端通过焊接固定安装在第一蜗杆510远离双轴电机502的一端，支撑杆511远离第一蜗杆510的一端插入滑动安装在两个支撑柱中远离双轴电机502的一个顶端中间；通过往复筒507的转动，此时往复槽508跟随往复筒507转动，由于引导杆509的限位，使得往复筒507在转动时，通过引导杆509在往复槽508内引导滑动，使得往复筒507向电机支撑板501的中心方向移动；

焊渣清理机构5包括第一传动皮带512、支撑块513、第一蜗轮514、第一皮带轮515、支撑滑槽516和双向螺纹杆517，第一传动皮带512靠近双轴电机502的一端活动套接在双轴电机502远离电机支撑板501中间的一端输出轴上，第一传动皮带512的另一端活动套接在驱动杆503靠近双轴电机502的一端，支撑块513通过螺栓固定安装在电机支撑板501的顶端靠近外壳1的一侧的中间，支撑块513的顶端中间通过轴承活动安装有转轴，第一蜗轮514通过螺栓固定套接在转轴上，第一蜗轮514位于第一蜗杆510的上方且与第一蜗杆510啮合连接，第一皮带轮515通过螺栓固定安装在转轴靠近外壳1的一端，支撑滑槽516共有两个且分别通过螺栓固定安装在外壳1的内部且位于Y轴202的上方的左、右侧，每个支撑滑槽516的截面呈L型结构，双向螺纹杆517共有两根且双向螺纹杆517的两端分别通过轴承活动安装在支撑滑槽516内的两端，两根双向螺纹杆517上刻设的螺纹方向相反；通过支撑杆511对第一蜗杆510进行支撑，由于第一蜗杆510与第一蜗轮514啮合连接，当第一蜗杆510转动时，带动第一蜗轮514转动，此时通过第一蜗轮514带动第一皮带轮515转动；

焊渣清理机构5包括滑块518、弹簧519、刮板520、收集槽521、第二皮带轮522和第二传动皮带523，滑块518共有四块且均分为两组，其中每个滑块518的中间通过螺栓套接在每根双向螺纹杆517的一端上，两组滑块518分别滑动安装在两个支撑滑槽516内，弹簧519共有两根且分别通过螺栓固定安装在每组滑块518之间，刮板520共有两个且分别通过螺栓固定安装在移动方向相同的两个滑块518之间，刮板520的截面呈弧形结构，刮板520的底端开设有安装槽，收集槽521通过插入活动安装在安装槽内，第二皮带轮522共有两个且分别通过焊接固定安装在两根双向螺纹杆517靠近外壳1后侧的一端上，第二传动皮带523的两端分别活动套接在两个第二皮带轮522外，第二传动皮带523的中间活动套接在第一皮带轮515外；通过第二传动皮带523带动两个第二皮带轮522转动，使得两根双向螺纹杆517跟随两个第二皮带轮522转动，当双向螺纹杆517转动时，由于支撑滑槽516的限位作用，使得滑块518带动刮板520均向远离滤光片4的中间方向移动，通过刮板520的顶端将溅射到滤光片4上的焊渣或附着在滤光片4上的灰尘刮下；

烟雾吸收机构6包括烟雾吸收筒602、过滤网603、连接板604和烟雾吸收扇605，安装板601中间上、下位置均开设有烟雾吸收口，烟雾吸收筒602共有两个且分别通过螺栓固定安装在两个烟雾吸收口远离外壳1的一侧，过滤网603通过螺栓固定安装在烟雾吸收口靠近外壳1的一侧，连接板604通过螺栓固定安装在烟雾吸收筒602远离外壳1的一侧中间，烟雾吸收扇605共有两扇且分别通过转轴活动安装在连接板604对应烟雾吸收筒602中间位置，烟雾吸收扇605插入活动安装在烟雾吸收筒602内；通过过滤网603对烟雾中的灰尘进行过滤；

烟雾吸收机构6包括第二蜗轮606、第二蜗杆607、第三传动皮带608和第四传动皮带609，第二蜗轮606共有两个且分别通过轴承活动安装在连接板604对应两个烟雾吸收筒602中心位置且远离外壳1的一侧，两个第二蜗轮606分别通过转轴与两个烟雾吸收扇605固定连接，安装板601的后侧固定安装有四个均分为上下两组的连接柱，第二蜗杆607共有两根且两端分别通过轴承活动安装在每组连接柱之间，两个第二蜗轮606分别与两根第二蜗杆607啮合连接，第三传动皮带608的顶端活动套接在双轴电机502靠近电机支撑板501中间一端的输出轴上，第三传动皮带608的底端活动套接在位于上方的一根第二蜗杆607上，第四传动皮带609的两端分别活动套接在两根第二蜗杆607远离第三传动皮带608的一端上；通过第三传动皮带608和第四传动皮带609带动第二蜗杆607转动，当第二蜗杆607转动时，带动第二蜗轮606转动，再通过第二蜗轮606带动烟雾吸收筒602内的烟雾吸收扇605转动。

基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，包括以下步骤：

S1、进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接之前，将待焊接物料放置在外壳1内，通过工业摄像头3对焊接处进行图像提取，进行处理分析后，控制焊接机构2进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接，通过X轴201调整水平X方向上的焊接位置，通过Y轴202调整水平Y方向上的焊接位置，通过Z轴203调整竖直Z方向上的焊接位置，然后通过控制焊接装置204进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接；

S2、在进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机502，通过第一传动皮带512带动驱动杆503转动，此时在双轴电机502的驱动下，使得驱动杆503在滑筒505内转动，此时凸块504跟随驱动杆503转动，通过凸块504在凹槽506内的卡合连接，带动滑筒505跟随驱动杆503同时转动，当滑筒505转动时，带动往复筒507转动，此时往复槽508跟随往复筒507转动，由于引导杆509的限位，使得往复筒507在转动时，通过引导杆509在往复槽508内引导滑动，使得往复筒507向电机支撑板501的中心方向移动，使得滑筒505在转动的同时向第一蜗轮514的方向移动，此时第一蜗杆510跟随滑筒505转动的同时向远离双轴电机502的方向移动，带动支撑杆511向远离双轴电机502的方向移动，通过支撑杆511对第一蜗杆510进行支撑，由于第一蜗杆510与第一蜗轮514啮合连接，当第一蜗杆510转动时，带动第一蜗轮514转动，此时通过第一蜗轮514带动第一皮带轮515转动，当第一蜗轮514转动时通过第二传动皮带523带动两个第二皮带轮522转动，使得两根双向螺纹杆517跟随两个第二皮带轮522转动，当双向螺纹杆517转动时，由于支撑滑槽516的限位作用，使得滑块518带动刮板520均向远离滤光片4的中间方向移动，通过刮板520的顶端将溅射到滤光片4上的焊渣或附着在滤光片4上的灰尘刮下，由于刮板520呈弧形结构，便于将焊渣或灰尘收集进入收集槽521内，当滑块518带动刮板520移动时，每根双向螺纹杆517上的两个滑块518之间的弹簧519被拉伸，当滑块518停止移动时，由于弹簧519的拉力，增大了滑块518在双向螺纹杆517上的摩擦力，以保证滑块518在双向螺纹杆517上可以稳固停止；

当引导杆509在往复槽508内运动半圈后，往复筒507在引导杆509的引导下反向移动，使得第一蜗杆510向靠近双轴电机502的方向移动，此时第一蜗轮514反转，使得双向螺纹杆517反转，使得刮板520向滤光片4的中间移动，此时完成一次焊渣清理，在基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，持续进行焊渣清理，避免产生的火花容易溅射到滤光片4后留有的杂质影响到图像的提取，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的焊接成功率，保证了装置的使用寿命与稳定性；

S3、当基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机502，通过第三传动皮带608和第四传动皮带609带动第二蜗杆607转动，当第二蜗杆607转动时，带动第二蜗轮606转动，再通过第二蜗轮606带动烟雾吸收筒602内的烟雾吸收扇605转动，当烟雾吸收扇605转动后，将基于视觉表征的中厚板多层多道焊接过程中产生的烟雾进行吸收，避免焊接时产生大量的烟雾影响到工业摄像头3对图像的提取，避免了对焊接位置判断不精确的情况出现，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的精确度，提高了焊接的成功率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接之前，将待焊接物料放置在外壳（1）内，通过工业摄像头（3）对焊接处进行图像提取，进行处理分析后，控制焊接机构（2）进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接，通过X轴（201）调整水平X方向上的焊接位置，通过Y轴（202）调整水平Y方向上的焊接位置，通过Z轴（203）调整竖直Z方向上的焊接位置，然后通过控制焊接装置（204）进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接；

S2、在进行基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机（502），通过第一传动皮带（512）带动驱动杆（503）转动，此时在双轴电机（502）的驱动下，使得驱动杆（503）在滑筒（505）内转动，此时凸块（504）跟随驱动杆（503）转动，通过凸块（504）在凹槽（506）内的卡合连接，带动滑筒（505）跟随驱动杆（503）同时转动，当滑筒（505）转动时，带动往复筒（507）转动，此时往复槽（508）跟随往复筒（507）转动，由于引导杆（509）的限位，使得往复筒（507）在转动时，通过引导杆（509）在往复槽（508）内引导滑动，使得往复筒（507）向电机支撑板（501）的中心方向移动，使得滑筒（505）在转动的同时向第一蜗轮（514）的方向移动，此时第一蜗杆（510）跟随滑筒（505）转动的同时向远离双轴电机（502）的方向移动，带动支撑杆（511）向远离双轴电机（502）的方向移动，通过支撑杆（511）对第一蜗杆（510）进行支撑，由于第一蜗杆（510）与第一蜗轮（514）啮合连接，当第一蜗杆（510）转动时，带动第一蜗轮（514）转动，此时通过第一蜗轮（514）带动第一皮带轮（515）转动，当第一蜗轮（514）转动时通过第二传动皮带（523）带动两个第二皮带轮（522）转动，使得两根双向螺纹杆（517）跟随两个第二皮带轮（522）转动，当双向螺纹杆（517）转动时，由于支撑滑槽（516）的限位作用，使得滑块（518）带动刮板（520）均向远离滤光片（4）的中间方向移动，通过刮板（520）的顶端将溅射到滤光片（4）上的焊渣或附着在滤光片（4）上的灰尘刮下，由于刮板（520）呈弧形结构，便于将焊渣或灰尘收集进入收集槽（521）内，当滑块（518）带动刮板（520）移动时，每根双向螺纹杆（517）上的两个滑块（518）之间的弹簧（519）被拉伸，当滑块（518）停止移动时，由于弹簧（519）的拉力，增大了滑块（518）在双向螺纹杆（517）上的摩擦力，以保证滑块（518）在双向螺纹杆（517）上可以稳固停止；

当引导杆（509）在往复槽（508）内运动半圈后，往复筒（507）在引导杆（509）的引导下反向移动，使得第一蜗杆（510）向靠近双轴电机（502）的方向移动，此时第一蜗轮（514）反转，使得双向螺纹杆（517）反转，使得刮板（520）向滤光片（4）的中间移动，此时完成一次焊渣清理，在基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，持续进行焊渣清理，避免产生的火花容易溅射到滤光片（4）后留有的杂质影响到图像的提取，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的焊接成功率，保证了装置的使用寿命与稳定性；

S3、当基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的过程中，控制启动双轴电机（502），通过第三传动皮带（608）和第四传动皮带（609）带动第二蜗杆（607）转动，当第二蜗杆（607）转动时，带动第二蜗轮（606）转动，再通过第二蜗轮（606）带动烟雾吸收筒（602）内的烟雾吸收扇（605）转动，当烟雾吸收扇（605）转动后，将基于视觉表征的中厚板多层多道焊接过程中产生的烟雾进行吸收，避免焊接时产生大量的烟雾影响到工业摄像头（3）对图像的提取，避免了对焊接位置判断不精确的情况出现，提高了基于视觉表征的中厚板多层多道焊接的精确度，提高了焊接的成功率；

所述基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法还包括基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置，所述基于视觉表征的中厚板多层多道焊接装置包括：

外壳（1），所述外壳（1）的内部中间偏上设置有焊接机构（2），所述外壳（1）的内部顶端中间固定安装有工业摄像头（3），所述外壳（1）的内部位于工业摄像头（3）的下方固定安装有滤光片（4）；

焊渣清理机构（5），所述焊渣清理机构（5）包括电机支撑板（501），所述电机支撑板（501）固定安装在外壳（1）外壁的后侧，且位于焊接机构（2）所在的中间偏上处；

烟雾吸收机构（6），所述烟雾吸收机构（6）包括安装板（601），所述安装板（601）的顶端固定安装在电机支撑板（501）的底端，所述安装板（601）固定安装在外壳（1）的外壁后侧。

2.根据权利要求1所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述焊接机构（2）包括X轴（201）、Y轴（202）、Z轴（203）和焊接装置（204），所述X轴（201）共有两根且分别通过螺栓固定安装在外壳（1）的内部中间偏上处的前、后侧，所述Y轴（202）的前、后端通过伺服电机活动安装在两个X轴（201）之间，所述Z轴（203）通过伺服电机活动安装在Y轴（202）上，所述焊接装置（204）通过伺服电机活动安装在Z轴（203）远离Y轴（202）的一侧。

3.根据权利要求2所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述焊渣清理机构（5）包括双轴电机（502）、驱动杆（503）、凸块（504）、滑筒（505）和凹槽（506），所述双轴电机（502）通过螺栓固定安装在电机支撑板（501）顶端一侧，两个所述Y轴（202）中靠近双轴电机（502）的一个的两端通过螺栓固定安装有支撑柱，所述驱动杆（503）靠近双轴电机（502）的一端通过轴承活动安装在靠近双轴电机（502）的支撑柱的顶端，所述凸块（504）通过焊接固定安装在驱动杆（503）上，所述滑筒（505）滑动套接在驱动杆（503）外，所述凹槽（506）开设在滑筒（505）内，所述凸块（504）通过卡合滑动安装在凹槽（506）内。

4.根据权利要求3所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述焊渣清理机构（5）包括往复筒（507）、往复槽（508）、引导杆（509）、第一蜗杆（510）和支撑杆（511），所述往复筒（507）靠近双轴电机（502）的一端通过轴承活动安装在凹槽（506）远离双轴电机（502）的一端，所述往复槽（508）开设于往复筒（507）的外表面，所述往复槽（508）首尾相连呈圆周结构，所述引导杆（509）滑动安装在往复槽（508）内，所述电机支撑板（501）的顶端通过螺栓固定安装有竖直板，所述引导杆（509）通过螺栓固定安装在竖直板的顶端，所述第一蜗杆（510）靠近双轴电机（502）的一端通过轴承插入安装在往复槽（508）内，所述支撑杆（511）靠近双轴电机（502）的一端通过焊接固定安装在第一蜗杆（510）远离双轴电机（502）的一端，所述支撑杆（511）远离第一蜗杆（510）的一端插入滑动安装在两个支撑柱中远离双轴电机（502）的一个顶端中间。

5.根据权利要求4所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述焊渣清理机构（5）包括第一传动皮带（512）、支撑块（513）、第一蜗轮（514）、第一皮带轮（515）、支撑滑槽（516）和双向螺纹杆（517），所述第一传动皮带（512） 靠近双轴电机（502）的一端活动套接在双轴电机（502）远离电机支撑板（501）中间的一端输出轴上，所述第一传动皮带（512）的另一端活动套接在驱动杆（503）靠近双轴电机（502）的一端，所述支撑块（513）通过螺栓固定安装在电机支撑板（501）的顶端靠近外壳（1）的一侧的中间，所述支撑块（513）的顶端中间通过轴承活动安装有转轴，所述第一蜗轮（514）通过螺栓固定套接在转轴上，所述第一蜗轮（514）位于第一蜗杆（510）的上方且与第一蜗杆（510）啮合连接，所述第一皮带轮（515）通过螺栓固定安装在转轴靠近外壳（1）的一端，所述支撑滑槽（516）共有两个且分别通过螺栓固定安装在外壳（1）的内部且位于Y轴（202）的上方的左、右侧，每个所述支撑滑槽（516）的截面呈L型结构，所述双向螺纹杆（517）共有两根且双向螺纹杆（517）的两端分别通过轴承活动安装在支撑滑槽（516）内的两端，两根所述双向螺纹杆（517）上刻设的螺纹方向相反。

6.根据权利要求5所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述焊渣清理机构（5）包括滑块（518）、弹簧（519）、刮板（520）、收集槽（521）、第二皮带轮（522）和第二传动皮带（523），所述滑块（518）共有四块且均分为两组，其中每个滑块（518）的中间通过螺栓套接在每根双向螺纹杆（517）的一端上，两组所述滑块（518）分别滑动安装在两个支撑滑槽（516）内，所述弹簧（519）共有两根且分别通过螺栓固定安装在每组滑块（518）之间，所述刮板（520）共有两个且分别通过螺栓固定安装在移动方向相同的两个滑块（518）之间，所述刮板（520）的截面呈弧形结构，所述刮板（520）的底端开设有安装槽，所述收集槽（521）通过插入活动安装在安装槽内，所述第二皮带轮（522）共有两个且分别通过焊接固定安装在两根双向螺纹杆（517）靠近外壳（1）后侧的一端上，所述第二传动皮带（523）的两端分别活动套接在两个第二皮带轮（522）外，所述第二传动皮带（523）的中间活动套接在第一皮带轮（515）外。

7.根据权利要求6所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述烟雾吸收机构（6）包括烟雾吸收筒（602）、过滤网（603）、连接板（604）和烟雾吸收扇（605），所述安装板（601）中间上、下位置均开设有烟雾吸收口，所述烟雾吸收筒（602）共有两个且分别通过螺栓固定安装在两个烟雾吸收口远离外壳（1）的一侧，所述过滤网（603）通过螺栓固定安装在烟雾吸收口靠近外壳（1）的一侧，所述连接板（604）通过螺栓固定安装在烟雾吸收筒（602）远离外壳（1）的一侧中间，所述烟雾吸收扇（605）共有两扇且分别通过转轴活动安装在连接板（604）对应烟雾吸收筒（602）中间位置，所述烟雾吸收扇（605）插入活动安装在烟雾吸收筒（602）内。

8.根据权利要求7所述的基于视觉表征的中厚板多层多道焊接方法，其特征在于：所述烟雾吸收机构（6）包括第二蜗轮（606）、第二蜗杆（607）、第三传动皮带（608）和第四传动皮带（609），所述第二蜗轮（606）共有两个且分别通过轴承活动安装在连接板（604）对应两个烟雾吸收筒（602）中心位置且远离外壳（1）的一侧，两个所述第二蜗轮（606）分别通过转轴与两个烟雾吸收扇（605）固定连接，所述安装板（601）的后侧固定安装有四个均分为上下两组的连接柱，所述第二蜗杆（607）共有两根且两端分别通过轴承活动安装在每组连接柱之间，两个所述第二蜗轮（606）分别与两根第二蜗杆（607）啮合连接，所述第三传动皮带（608）的顶端活动套接在双轴电机（502）靠近电机支撑板（501）中间一端的输出轴上，所述第三传动皮带（608）的底端活动套接在位于上方的一根第二蜗杆（607）上，所述第四传动皮带（609）的两端分别活动套接在两根第二蜗杆（607）远离第三传动皮带（608）的一端上。