CN217071089U - 焊接机器人的监控设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种焊接机器人的监控设备，所述焊接机器人包括焊接小车及位于所述焊接小车上的焊枪，所述监控设备包括：图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述焊机机器人对管桩进行焊接的焊接图像；操作手柄，所述操作手柄具有显示屏；控制装置，所述控制装置与所述图像采集装置、所述操作手柄、所述焊接小车及所述焊枪均相连接。本实用新型的焊接机器人的监控设备，借助图像采集装置、操作手柄及控制装置，可以实现对焊弧的实时监控，便于实现远程焊弧监控，可大大地降低焊接工人的劳动强度。

Description

焊接机器人的监控设备

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，特别是涉及一种焊接机器人的监控设备。

背景技术

按照管桩的施工规范，在管桩施工过程中，需要对上下管桩进行焊接作业，即待上下桩对中固定后，需要对上下管桩的接头板进行二氧化碳保护焊焊接作业。目前市场上多采用人工焊接的方式进行，焊缝的效果全靠焊接工人水平进行保证。目前市场上已出现了基于管桩的焊接机器人，多采用人机协同的方式，仍要人工使用焊帽或焊接面罩实时观察焊缝情况，以便于进行实时调整。

相比人工焊接，目前市场上的焊接机器人，可以基本实现焊接工艺的快速培训，具有更低的操作要求，相比人工焊接门槛较低，不再需要具备一定水平和经验才能使用，一定程度上实现了对中级及以下焊接工人的替代或补充。但焊接工人在操作焊接机器人时，仍然需要带着焊帽实时观察焊缝情况。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提出了一种焊接机器人的监控设备，用于解决现有技术中的上述问题。

本实用新型提供一种焊接机器人的监控设备，所述焊接机器人包括焊接小车及位于所述焊接小车上的焊枪，所述监控设备包括：

图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述焊机机器人对管桩进行焊接的焊接图像；

操作手柄，所述操作手柄具有显示屏；

控制装置，所述控制装置与所述图像采集装置、所述操作手柄、所述焊接小车及所述焊枪均相连接。

可选地，所述图像采集装置包括摄像头。

可选地，还包括手柄线缆，所述手柄线缆一端与所述操作手柄相连接，另一端与所述控制装置相连接。

可选地，所述控制装置包括：

视频处理装置，与所述图像采集装置相连接；

嵌入式控制器，与所述视频处理装置、所述图像采集装置、所述操作手柄、所述焊接小车及所述焊枪均相连接。

可选地，所述操作手柄包括第一无线通信装置，所述嵌入式控制器包括第二无线通信装置，所述操作手柄与所述嵌入式控制器经由所述第一无线通信装置及所述第二无线通信装置无线通信连接。

可选地，所述嵌入式控制器还包括接收装置及第三无线通信装置，所述接收装置与所述视频处理装置相连接，所述第三无线通信装置与所述接收装置及无线云网关均相连接。

可选地，还包括：安装座，固定于所述焊接小车上；所述图像采集装置固定于所述安装座上。

可选地，还包括：

第一紧固装置，所述安装座经由所述第一紧固装置固定于所述焊接小车上；

第二紧固装置，所述图像采集装置经由所述第二紧固装置固定于所述安装座上。

可选地，所述安装座的形状为U形，所述第一紧固装置固定于所述安装座的一侧，所述第二紧固装置固定于所述安装座远离所述第一紧固装置的一侧。

可选地，还包括透明防焊护镜，套置于所述图像采集装置的端部外围。

如上所述，本实用新型的焊接机器人的监控设备，具有以下有益效果：本实用新型的焊接机器人的监控设备，借助图像采集装置、操作手柄及控制装置，可以实现对焊弧的实时监控，便于实现远程焊弧监控，可大大地降低焊接工人的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的焊接机器人的监控设备与焊接机器人于管桩上进行焊接工作的立体结构示意图。

图2为本实用新型的焊接机器人的监控设备中的安装座、图像采集装置、防焊护镜、第一紧固装置及第二紧固装置组合后的立体结构示意图。

图3为本实用新型的焊接机器人的监控设备的结构框图。

标号说明：

1、下管桩；2、手柄线缆；3、控制装置；4、焊接小车；5、上管桩；6、导轨；7、焊枪；8、操作手柄；9、紧固螺栓组；10、摄像头；11、透明防焊护镜；12、螺母；13、安装座；14、视频处理装置；15、嵌入式控制器。

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。

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本实用新型的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本实用新型的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

请参阅图1至图3，本实施例中提供一种焊接机器人的监控设备，所述焊接机器人包括焊接小车4及位于所述焊接小车4上的焊枪7，所述监控设备包括：

图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述焊机机器人对管桩进行焊接的焊接图像；

操作手柄8，所述操作手柄8具有显示屏；

控制装置3，所述控制装置3与所述图像采集装置、所述操作手柄8、所述焊接小车4及所述焊枪7均相连接。

在一个示例中，所述焊接机器人可以为用于管桩焊接的机器人，所述管桩包括下管桩1和上管桩5，所述上管桩5与所述下管桩1的接头处设有钢箍，所述钢箍上设有导轨6，所述焊接小车4位于所述导轨6上。

具体的，所述控制装置可以用于将所述焊接图像传递至所述操作手柄8，并基于所述操作手柄8的动作控制所述焊接小车4及所述焊枪7工作。

本实用新型的焊接机器人的监控设备，借助所述图像采集装置、所述操作手柄8及所述控制装置3，可以实现对所述上管桩5及所述下管桩1进行焊弧的实时监控，便于实现远程焊弧监控，可大大地降低焊接工人的劳动强度。

当然，在其他示例中，所述焊接机器人也可以为用于管道焊接或其他种类焊接作业的焊接机器人。

具体的，所述控制装置3可以安装于所述焊接小车4内部顶板的下方。

作为示例，所述图像采集装置可以包括但不限于摄像头10。

具体的，在本实施例中，所述图像采集装置为摄像头10，所述摄像头10可以为导线式摄像头，所述摄像头10可以具有外螺纹。

在一个示例中，所述焊接机器人的监控设备还可以包括手柄线缆2，所述手柄线缆2一端与所述操作手柄8相连接，另一端与所述控制装置3相连接。

作为示例，请参阅图3，所述控制装置3可以包括：

视频处理装置14，所述视频处理装置14与所述图像采集装置相连接；

嵌入式控制器15，所述嵌入式控制器15与所述视频处理装置14、所述图像采集装置、所述操作手柄8、所述焊接小车4及所述焊枪7均相连接。

在一示例中，所述视频处理装置14可以集成在所述嵌入式控制器15上，可以将图像采集装置的图像数据实时传输至所述操作手柄8。

在一个示例中，所述操作手柄8通过手柄线缆2及其接口与所述焊接小车4的所述嵌入式控制器15相连接，所述手柄线缆2的接口通过航空接头与所述焊接小车4的所述嵌入式控制器15相连接。

具体的，所述图像采集装置与所述嵌入式控制器15上的所述视频处理装置14连接，所述嵌入式控制器15可以低延时地向所述操作手柄8发送视频数据，人工可以通过所述操作手柄8上的所述显示屏显示的图像实时评估焊缝位置偏差及质量，方便人工远程进行调节。当然，在其他示例中，所述嵌入式控制器15也可以实时地向所述操作手柄8发送视频数据。

更为具体的，请参阅图3，所述视频处理装置14可以包括第一信号处理单元、输出处理单元、第二信号处理单元、TG(传输门)部、控制寄存器部及串行控制单元；所述第一信号处理单元的输入端与所述图像采集装置相连接，所述输出处理单元的输入端与所述第一信号处理单元的输出端相连接，所述第二信号处理单元的输入端与所述输出处理单元的输出端相连接，所述第二信号处理单元的输出端与所述嵌入式控制器15相连接；所述TG部的一端与所述图像采集装置相连接，所述控制寄存器部的一端与所述TG部远离所述图像采集装置的一端相连接，另一端与所述串行控制单元的输入端相连接，所述串行控制单元的输出端与所述第二信号处理单元相连接。

更为具体的，请参阅图3，所述嵌入式控制器15与所述焊枪7的焊接电源及焊接气源相连接，以根据所述操作手柄8的操作指令控制所述焊枪7的工作；同时，所述嵌入式控制器15还可以与所述焊接小车4的驱动装置相连接，以根据所述操作手柄8的操作指令驱动所述焊接小车4运动。

在一示例中，如图3所示，所述嵌入式控制器15能够对所述视频处理装置14进行实时控制，还可以将相关的图像数据通过无线云网关传输至云服务器，并进而与移动终端、PC端、WEB端实现数据互通，实现其中终端远程便捷地监测焊弧焊接情况。

本实用新型的焊接机器人的监控设备，通过所述图像采集装置、所述手柄线缆2、所述操作手柄8组成最小的实时监控系统；同时与4G模块相连接，可实现基于管理平台、WEB端、PC端、移动端的远程图像传输，为大数据分析、产品优化和工艺库的建立提供了最直接的数据。

在另一个示例中，所述操作手柄8可以包括第一无线通信装置，所述嵌入式控制器15可以包括第二无线通信装置，所述操作手柄8与所述嵌入式控制器15可以经由所述第一无线通信装置及所述第二无线通信装置无线通信连接。

作为示例，所述嵌入式控制器15还可以包括接收装置及第三无线通信装置，所述接收装置与所述视频处理装置14相连接，所述第三无线通信装置与所述接收装置及无线云网关均相连接。

具体的，所述操作手柄8可以与所述嵌入式控制器15无线连接，所述图像采集装置与所述视频处理装置14也可以无线连接。

本实用新型采用带显示屏的所述操作手柄8作为直接的图像显示设备，以方便人工根据设备的显示情况，实时进行人工调节，也可以直接通过无线或有线的方式，将图像传输至PC端、移动端进行显示。

作为示例，请参阅图2，所述焊接机器人的监控设备还可以包括：安装座13，所述安装座13固定于所述焊接小车4上；所述图像采集装置固定于所述安装座13上。

具体的，所述安装座13可以与所述焊接小车4的Z轴电机罩相连接，这样可以确保所述安装座13及所述摄像头10相对于所述焊枪7静止，使得所述摄像头10始终保持对准弧焊点。

作为示例，所述焊接机器人的监控设备还包括：

第一紧固装置，所述安装座13经由所述第一紧固装置固定于所述焊接小车4上；

第二紧固装置，所述图像采集装置经由所述第二紧固装置固定于所述安装座13上。

具体的，所述第一紧固装置可以包括紧固螺栓组9；所述第二紧固装置可以包括螺母12。

作为示例，所述安装座13的形状可以为U形，所述第一紧固装置可以固定于所述安装座13的一侧，所述第二紧固装置可以固定于所述安装座13远离所述第一紧固装置的一侧。

在一示例中，所述安装座13采用铂金折弯的不规则开放式U形结构，在保证快速安装的同时，减轻重量，降低成本，便于维护。

具体的，所述安装座13可以通过所述紧固螺栓组9安装在所述焊接小车4的壳体上，并通过所述螺母12与所述摄像头10的端部紧固连接。

作为示例，所述焊接机器人的监控设备还可以包括透明防焊护镜11，所述透明防焊护镜11套置于所述图像采集装置的端部外围。

具体的，所述透明防焊护镜11带有内螺纹，所述透明防焊护镜11的内螺纹与所述摄像头10端部的外螺纹紧固连接，并经由所述内螺纹及所述外螺纹固定于所述摄像头10的端部，所述透明防焊护镜11具有防水、对焊接过程中飞溅的高温焊渣具有很好的防护效果，方便进行清洗等优点。

进一步的，所述防焊护镜11采用耐高温透明材料制作而成，可以很好耐受焊接过程中高温焊渣飞溅，保证摄像头的安全。

本实用新型的一种基于焊接机器人的监控设备的实现方法如下：

S1、将焊接机器人安装于管桩接头处，开启焊接机器人系统；

S2、通过所述操作手柄8控制所述焊接小车4及焊枪7运行并进行焊接作业；

S3、开启视频显示功能，在所述操作手柄8的所述显示屏上实时显示从所述摄像头10传回的焊弧及其周围的视频图像；

S4、人工根据视频中的焊弧图像，评估焊接位置偏差，并通过所述操作手柄8对焊接小车4及焊枪7进行实时调节；

S5、待焊接完成，人工控制所述焊接小车4空运行(不焊接)，实时采集焊接效果照片并传输至存储器中，作为后期的优化依据。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种焊接机器人的监控设备，所述焊接机器人包括焊接小车及位于所述焊接小车上的焊枪，其特征在于，所述监控设备包括：

图像采集装置，所述图像采集装置用于采集所述焊接机器人对管桩进行焊接的焊接图像；

操作手柄，所述操作手柄具有显示屏；

控制装置，所述控制装置与所述图像采集装置、所述操作手柄、所述焊接小车及所述焊枪均相连接。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人的监控设备，其特征：所述图像采集装置包括摄像头。

3.根据权利要求1所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：还包括手柄线缆，所述手柄线缆一端与所述操作手柄相连接，另一端与所述控制装置相连接。

4.根据权利要求1所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：所述控制装置包括：

视频处理装置，与所述图像采集装置相连接；

嵌入式控制器，与所述视频处理装置、所述图像采集装置、所述操作手柄、所述焊接小车及所述焊枪均相连接。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：所述操作手柄包括第一无线通信装置，所述嵌入式控制器包括第二无线通信装置，所述操作手柄与所述嵌入式控制器经由所述第一无线通信装置及所述第二无线通信装置无线通信连接。

6.根据权利要求5所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：所述嵌入式控制器还包括接收装置及第三无线通信装置，所述接收装置与所述视频处理装置相连接，所述第三无线通信装置与所述接收装置及无线云网关均相连接。

7.根据权利要求1所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：还包括：安装座，固定于所述焊接小车上；所述图像采集装置固定于所述安装座上。

8.根据权利要求7所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：还包括：

第一紧固装置，所述安装座经由所述第一紧固装置固定于所述焊接小车上；

第二紧固装置，所述图像采集装置经由所述第二紧固装置固定于所述安装座上。

9.根据权利要求8所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：所述安装座的形状为U形，所述第一紧固装置固定于所述安装座的一侧，所述第二紧固装置固定于所述安装座远离所述第一紧固装置的一侧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的焊接机器人的监控设备，其特征在于：还包括透明防焊护镜，套置于所述图像采集装置的端部外围。

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