CN210099215U - 自主移动焊接机器人视觉控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光焊接检测技术领域，尤其为自主移动焊接机器人视觉控制装置，包括横摆导轨、安装杆、安装壳体和球形壳体，所述横摆导轨上安装有安装杆，所述安装杆一端的下方位置上安装有激光焊头，所述激光焊头一侧的安装杆上安装有安装壳体，所述安装壳体内部的下方位置上安装有转动架，所述转动架内设置有球形壳体，所述球形壳体通过转轴与转动架之间转动连接，所述球形壳体与转动架之间的转轴上安装有传动轮，所述转动架一侧的安装壳体内安装有电机；本实用新型中，通过设置安装壳体和球形壳体，使该装置便于安装和拆卸，增加了装置的维修效率，增加了装置对影像捕捉的真实度，增加了加工的精度。

Description

自主移动焊接机器人视觉控制装置

技术领域

本实用新型涉激光焊接检测技术领域，具体为自主移动焊接机器人视觉控制装置。

背景技术

焊接技术在制造业中占有重要地位,它在机械制造、石油化工、航天航空等众多行业应用广泛。随着制造业的高速发展,焊接产品多样化,焊接结构也越来越复杂,对焊接产品质量和可靠性提出了更高的要求,依靠人工经验的焊接越来越不能适应目前高质量的焊接要求，焊接过程中的飞溅、烟尘、电弧光以及辐射等,会对长期从事焊接工作的工人造成较大的建康威胁,且手工焊接难以保持焊接质量的稳定性和一致性，针对复杂环境下人工焊接劳动强度大、焊接效率低、作业困难和作业危险的问题,比如船舱或大型化工设备管道的焊接,尤其是狭小空间或高空中的焊接段,焊接工人进行焊接既不安全又很困难,可利用体积较小、移动方便的自主移动机器人来焊接这些复杂空间的焊接段，自主移动焊接机器人的焊接方法具有高效率、高质量、低成本等特点,能避免焊接过程可能给操作者带来危险,也能保证焊接的标准的统一提高焊接精度、焊接质量和焊接效率，自主移动焊接机器人的研究应用于机械制造、石油化工、航天航空甚至其它工业领域的焊接中,具有重要的科学意义和工程应用前景，因此，对自主移动焊接机器人视觉控制装置的需求日益增长。

经检索申请号为201810821536.8，专利名称为一种自主移动焊接机器人视觉控制系统的发明，包括本发明属于焊接领域,具体涉及一种自主移动焊接机器人视觉控制系统。在焊接机器人的基础上,将核心的图像采集、处理与焊接自动控制功能,用基于ARMCortex-A8的控制系统来实现。控制系统能获取激光视觉传感器的焊缝图像信息，再根据图像信息实时测量焊缝位置和尺寸信息,通过控制系统来控制移动机器人的爬行、横摆、进行焊接自动控制和实时纠偏。嵌入式系统可以大幅减少系统的整体复杂程度和设备体积，提高自主移动焊接机器人在工业现场焊接的适应性。该专利仅对自主移动焊接机器人视觉控制系统进行描述，但在其使用过程中出现工业摄像机的安装和拆卸十分不方便，对其进行维修十分不方便的问题，增加了不必要的劳动强度，同时在进行使用时，工业摄像机易出现晃动进而导致其图像信息传递不准确的问题，不仅如此，在进行使用时，当装置的表面存在脏污时，现有装置不能及时对其进行清理，导致影响其正常使用，因此，针对上述问题提出自主移动焊接机器人视觉控制装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供自主移动焊接机器人视觉控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

自主移动焊接机器人视觉控制装置，包括横摆导轨、安装杆、安装壳体和球形壳体，所述横摆导轨上安装有安装杆，所述安装杆一端的下方位置上安装有激光焊头，所述激光焊头一侧的安装杆上安装有安装壳体，所述安装壳体内部的下方位置上安装有转动架，所述转动架内设置有球形壳体，所述球形壳体通过转轴与转动架之间转动连接，所述球形壳体与转动架之间的转轴上安装有传动轮，所述转动架一侧的安装壳体内安装有电机，所述电机输出轴上的传动轮通过传动皮带与球形壳体上的传动轮之间转动连接，所述球形壳体一侧设置有盖体，所述盖体与球形壳体之间螺纹连接，所述球形壳体内部的一侧位置上安装有传动箱，所述传动箱内部的中间位置上安装有主动锥形齿轮，所述主动锥形齿轮下方的传动箱内安装有从动锥形齿轮，所述从动锥形齿轮与球形壳体内部的双向螺纹杆连接，所述双向螺纹杆与球形壳体之间转动连接，所述双向螺纹杆的前方位置上对称设置有第一夹板和第二夹板，所述第一夹板以及第二夹板分别通过传动螺母与双向螺纹杆连接，所述第一夹板与第二夹板的中间位置上设置有工业摄像机，所述工业摄像机下方的球形壳体上安装有滤光片，所述滤光片的设置位置与工业摄像机的设置位置相对应。

优选的，所述第一夹板以及第二夹板皆与球形壳体之间滑动连接，所述第一夹板一侧的双向螺纹杆的螺纹旋向与第二夹板一侧的双向螺纹杆的螺纹旋向相反。

优选的，所述安装壳体与激光焊头之间设置有挡板，所述安装壳体远离激光焊头一侧的安装杆上安装有安装架，所述安装架上安装有线激光器。

优选的，所述球形壳体上方的转动架上安装有无尘布，所述无尘布与球形壳体的外表面紧贴，所述转动架上方的安装壳体内安装有水箱，所述水箱的下方位置上安装有电磁阀，所述电磁阀的出水口与无尘布的外表面紧贴。

优选的，所述传动箱的上方位置上安装有调节螺栓，所述调节螺栓与传动箱内部的主动锥形齿轮连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过设置双向螺纹杆、主动锥形齿轮、从动锥形齿轮、第一夹板与第二夹板，增加了对工业摄像机固定的便捷性，便于装置的安装和拆卸，便于工作人员对装置的维修，解决了现有技术在进行使用时出现维修十分困难，且在进行维修后，装置很难进行复位的问题，不仅如此，主动锥形齿轮、从动锥形齿轮与双向螺纹杆之间的相互配合，增加了装置的自锁能力，保证了装置安装的稳定性，增加了装置视觉控制的真实性和可靠性，解决了现有技术在进行使用时，视觉装置出现晃动导致对位置的判断不准确的问题；

2、本实用新型中，通过设置电机、水箱、电磁阀、无尘布和球形壳体，机器人控制电磁阀打开，水箱中的清洁液输送到无尘布上，随后电磁阀关闭，电机通过传动轮带动球形壳体转动，滤光片以及球形壳体的外表面得以进行清洁，解决了现有技术在进行使用时，自清洁效果不佳导致采像效果差的问题，增加了装置使用的功能性，保证装置采像的真实度和可靠度，避免出现由于视觉效果的偏差导致影响其焊接工艺的问题。

附图说明

图1为本实用新型装置主视图；

图2为本实用新型图1中安装壳体的主视图；

图3为本实用新型图2中球形壳体的装配图；

图4为本实用新型图3中球形壳体的正剖图。

图中：1-横摆导轨、2-激光焊头、3-挡板、4-安装杆、5-安装壳体、6-安装架、7-线激光器、8-水箱、9-电磁阀、10-电机、11-转动架、12-球形壳体、13-无尘布、14-盖体、15-工业摄像机、16-传动箱、17-滤光片、18-第一夹板、19-双向螺纹杆、20-第二夹板、21-从动锥形齿轮、22-调节螺栓、23-主动锥形齿轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：

自主移动焊接机器人视觉控制装置，包括横摆导轨1、安装杆4、安装壳体5和球形壳体12，所述横摆导轨1上安装有安装杆4，所述安装杆4一端的下方位置上安装有激光焊头2，所述激光焊头2一侧的安装杆4上安装有安装壳体5，所述安装壳体5内部的下方位置上安装有转动架11，所述转动架11内设置有球形壳体12，所述球形壳体12通过转轴与转动架11之间转动连接，球形壳体12可对工业摄像机15进行良好的保护，避免在进行摄像时出现焊接所产生的附属物质对工业摄像机15造成损坏的问题，提高了装置使用的安全性，所述球形壳体12与转动架11之间的转轴上安装有传动轮，所述转动架11一侧的安装壳体5内安装有电机10，所述电机10输出轴上的传动轮通过传动皮带与球形壳体12上的传动轮之间转动连接，所述球形壳体12一侧设置有盖体14，所述盖体14与球形壳体12之间螺纹连接，电机10可通过传动轮之间的配合将球形壳体12转动到便于维修的角度，增加了装置的维修效率，所述球形壳体12内部的一侧位置上安装有传动箱16，所述传动箱16内部的中间位置上安装有主动锥形齿轮23，所述主动锥形齿轮23下方的传动箱16内安装有从动锥形齿轮21，所述从动锥形齿轮21与球形壳体12内部的双向螺纹杆19连接，所述双向螺纹杆19与球形壳体12之间转动连接，所述双向螺纹杆19的前方位置上对称设置有第一夹板18和第二夹板20，所述第一夹板18以及第二夹板20分别通过传动螺母与双向螺纹杆19连接，所述第一夹板18与第二夹板20的中间位置上设置有工业摄像机15，双向螺纹杆19、主动锥形齿轮23、从动锥形齿轮21、第一夹板18与第二夹板20之间的配合使用，增加了对工业摄像机15固定的便捷性，便于装置的安装和拆卸，便于工作人员对装置的维修，解决了现有技术在进行使用时出现维修十分困难，且在进行维修后，装置很难进行复位的问题，所述工业摄像机15下方的球形壳体12上安装有滤光片17，所述滤光片17的设置位置与工业摄像机15的设置位置相对应，滤光片17可对光进行过滤，保证了采像的质量。

所述第一夹板18以及第二夹板20皆与球形壳体12之间滑动连接，所述第一夹板18一侧的双向螺纹杆19的螺纹旋向与第二夹板20一侧的双向螺纹杆19的螺纹旋向相反，所述安装壳体5与激光焊头2之间设置有挡板3，所述安装壳体5远离激光焊头2一侧的安装杆4上安装有安装架6，所述安装架6上安装有线激光器7，所述球形壳体12上方的转动架11上安装有无尘布13，所述无尘布13与球形壳体12的外表面紧贴，所述转动架11上方的安装壳体5内安装有水箱8，所述水箱8的下方位置上安装有电磁阀9，所述电磁阀9的出水口与无尘布13的外表面紧贴，机器人控制电磁阀9打开，水箱8中的清洁液输送到无尘布13上，随后电磁阀9关闭，电机10通过传动轮带动球形壳体12转动，滤光片17以及球形壳体12的外表面得以进行清洁，解决了现有技术在进行使用时，自清洁效果不佳导致采像效果差的问题，增加了装置使用的功能性，保证装置采像的真实度和可靠度，避免出现由于视觉效果的偏差导致影响其焊接工艺的问题，所述传动箱16的上方位置上安装有调节螺栓22，所述调节螺栓22与传动箱16内部的主动锥形齿轮23连接。

电机10的型号为Y160M1-2。

工作流程：使用时，将该装置整体接通焊接机器人的电源，同时将该装置接通焊接机器人的控制器，在使用时工业摄像机15与线激光器7之间相互配合，根据激光三角法原理,当工业摄像机15的光轴与线激光器7的光平面存在一定夹角时，工业摄像机15采集的线激光投射到焊缝的激光条纹图像会由于焊缝坡口深度的变化而发生偏移,因此通过焊缝图像处理算法提取激光条纹图像的左右两端的偏折点位置即可定位焊缝的中心位置和缝宽尺寸，在进行使用时，当需要对工业摄像机15进行维修时，此时焊接机器人控制电机10工作，电机10通过传动轮之间的配合进而带动球形壳体12转动，球形壳体12的盖体14转动到面向维修人员时，电机10停止工作，此时维修人员将盖体14旋下，维修人员通过螺丝刀对调节螺栓22进行转动，调节螺栓22带动主动锥形齿轮23转动，主动锥形齿轮23带动从动锥形齿轮21转动，从动锥形齿轮21带动双向螺纹杆19转动，此时第一夹板18以及第二夹板20做相离运动，第一夹板18与第二夹板20取消对工业摄像机15的固定，此时可对工业摄像机15进行拆卸维修，维修完成后，将工业摄像机15放置在第一夹板18与第二夹板20的中间位置上，再次通过螺丝刀转动调节螺栓22，调节螺栓22带动主动锥形齿轮23转动，主动锥形齿轮23带动从动锥形齿轮21转动，从动锥形齿轮21带动双向螺纹杆19转动，第一夹板18与第二夹板20做相向运动，第一夹板18与第二夹板20实现对工业摄像机15进行固定，随后将盖体14旋上，在此过程中，双向螺纹杆19、主动锥形齿轮23、从动锥形齿轮21、第一夹板18与第二夹板20之间的配合使用，增加了对工业摄像机15固定的便捷性，便于装置的安装和拆卸，便于工作人员对装置的维修，解决了现有技术在进行使用时出现维修十分困难，且在进行维修后，装置很难进行复位的问题，不仅如此，主动锥形齿轮23、从动锥形齿轮21与双向螺纹杆19之间的相互配合，增加了装置的自锁能力，保证了装置安装的稳定性，增加了装置视觉控制的真实性和可靠性，解决了现有技术在进行使用时，视觉装置出现晃动导致对位置的判断不准确的问题，不仅如此，在进行焊接时，会出现烟尘与脏污，球形壳体12可对工业摄像机15进行良好的保护，避免在进行摄像时出现焊接所产生的附属物质对工业摄像机15造成损坏的问题，提高了装置使用的安全性，同时，当滤光片17的表面出现脏污时，此时机器人控制电磁阀9打开，水箱8中的清洁液输送到无尘布13上，随后电磁阀9关闭，电机10通过传动轮带动球形壳体12转动，滤光片17以及球形壳体12的外表面得以进行清洁，解决了现有技术在进行使用时，自清洁效果不佳导致采像效果差的问题，增加了装置使用的功能性，保证装置采像的真实度和可靠度，避免出现由于视觉效果的偏差导致影响其焊接工艺的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.自主移动焊接机器人视觉控制装置，包括横摆导轨(1)、安装杆(4)、安装壳体(5)和球形壳体(12)，其特征在于：所述横摆导轨(1)上安装有安装杆(4)，所述安装杆(4)一端的下方位置上安装有激光焊头(2)，所述激光焊头(2)一侧的安装杆(4)上安装有安装壳体(5)，所述安装壳体(5)内部的下方位置上安装有转动架(11)，所述转动架(11)内设置有球形壳体(12)，所述球形壳体(12)通过转轴与转动架(11)之间转动连接，所述球形壳体(12)与转动架(11)之间的转轴上安装有传动轮，所述转动架(11)一侧的安装壳体(5)内安装有电机(10)，所述电机(10)输出轴上的传动轮通过传动皮带与球形壳体(12)上的传动轮之间转动连接，所述球形壳体(12)一侧设置有盖体(14)，所述盖体(14)与球形壳体(12)之间螺纹连接，所述球形壳体(12)内部的一侧位置上安装有传动箱(16)，所述传动箱(16)内部的中间位置上安装有主动锥形齿轮(23)，所述主动锥形齿轮(23)下方的传动箱(16)内安装有从动锥形齿轮(21)，所述从动锥形齿轮(21)与球形壳体(12)内部的双向螺纹杆(19)连接，所述双向螺纹杆(19)与球形壳体(12)之间转动连接，所述双向螺纹杆(19)的前方位置上对称设置有第一夹板(18)和第二夹板(20)，所述第一夹板(18)以及第二夹板(20)分别通过传动螺母与双向螺纹杆(19)连接，所述第一夹板(18)与第二夹板(20)的中间位置上设置有工业摄像机(15)，所述工业摄像机(15)下方的球形壳体(12)上安装有滤光片(17)，所述滤光片(17)的设置位置与工业摄像机(15)的设置位置相对应。

2.根据权利要求1所述的自主移动焊接机器人视觉控制装置，其特征在于：所述第一夹板(18)以及第二夹板(20)皆与球形壳体(12)之间滑动连接，所述第一夹板(18)一侧的双向螺纹杆(19)的螺纹旋向与第二夹板(20)一侧的双向螺纹杆(19)的螺纹旋向相反。

3.根据权利要求1所述的自主移动焊接机器人视觉控制装置，其特征在于：所述安装壳体(5)与激光焊头(2)之间设置有挡板(3)，所述安装壳体(5)远离激光焊头(2)一侧的安装杆(4)上安装有安装架(6)，所述安装架(6)上安装有线激光器(7)。

4.根据权利要求1所述的自主移动焊接机器人视觉控制装置，其特征在于：所述球形壳体(12)上方的转动架(11)上安装有无尘布(13)，所述无尘布(13)与球形壳体(12)的外表面紧贴，所述转动架(11)上方的安装壳体(5)内安装有水箱(8)，所述水箱(8)的下方位置上安装有电磁阀(9)，所述电磁阀(9)的出水口与无尘布(13)的外表面紧贴。

5.根据权利要求1所述的自主移动焊接机器人视觉控制装置，其特征在于：所述传动箱(16)的上方位置上安装有调节螺栓(22)，所述调节螺栓(22)与传动箱(16)内部的主动锥形齿轮(23)连接。

Images