CN219190219U - 用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，将工控机通过交换机与光学感知设备连接，光学感知设备包括龙门相机、激光器和熔池相机；龙门相机用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息；激光器用于采集工件上的焊缝形貌特征数据和焊缝位置，熔池相机安装于智能焊接机器人的机器臂上，用于采集熔池的图像信息；工控机通过通信网线与智能焊接机器人连接，并根据龙门相机、激光器和熔池相机检测的焊缝以及熔池的数据信息控制或调整智能焊接机器人的运动轨迹。本实用新型保证智能焊接机器人的焊接姿态的准确性，避免智能焊接机器人在运动过程中发生碰撞，智能焊接机器人焊接位置精准，焊缝质量高，提高焊接效率。

Description

用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统

技术领域

本实用新型属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统。

背景技术

对于使用智能焊接机器人完成焊接工作来说，智能焊接机器人的焊接姿态在整个焊接过程中是十分重要的，现有技术主要分三类：①通过离线编程提前生成智能焊接机器人到工件的运动轨迹，智能焊接机器人根据生成的轨迹移动到工件位置；②使用先扫描后焊接技术来确定焊缝位置；③可实时观察熔池状态；上述三种方法存在的问题：①由离线编程来确定智能焊接机器人到工件的运动轨迹，如果工件实际摆放位置和模型中的位置存在偏差，则会导致智能焊接机器人在运动过程中发生碰撞，以及最终到达的位置不准确；②通过先扫描后焊接的方法来确定焊缝位置需要花费大量时间，降低了工作生产效率；③现有技术只能实时观察到熔池的状态，并不能根据其状态做出相应的处理，因此，针对上述问题，有必要提出改进。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题：提供一种用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，通过设置与工控机连接并包括有包括龙门相机、激光器和熔池相机的光学感知设备，为智能焊接机器人运行轨迹提供调整依据，保证智能焊接机器人的焊接姿态的准确性，解决了工件实际摆放位置与模型中位置存在偏差而导致智能焊接机器人在运动过程中发生碰撞的问题，结构简单，智能焊接机器人焊接位置精准，焊缝质量高，提高焊接效率。

本实用新型采用的技术方案：用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，包括用于数据综合处理的工控机，所述工控机通过交换机与光学感知设备连接，实现光学感知设备与工控机信息的交互，所述光学感知设备包括龙门相机、激光器和熔池相机；所述龙门相机安装于龙门架上，用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息；所述激光器安装于智能焊接机器人的机器臂上，用于采集工件上的焊缝形貌特征数据和焊缝位置，所述熔池相机安装于智能焊接机器人的机器臂上，用于采集熔池的图像信息；所述工控机通过通信网线与智能焊接机器人连接，并根据龙门相机、激光器和熔池相机检测的焊缝以及熔池的数据信息控制或调整智能焊接机器人的运动轨迹。

进一步地，所述龙门相机采用具有定位功能的工业单目相机，且龙门相机通过网线与交换机连接，所述工控机根据工业单目相机反馈的工件图像信息识别工件的类型以及焊缝的始末位置，并将识别结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人。

进一步地，所述激光器采用激光轮廓仪，且激光轮廓仪通过网线与交换机连接，所述激光轮廓仪采集的焊缝位置和焊缝形貌特征数据通过交换机传输到工控机进行数据处理并判断焊缝位置结果，所述工控机将判断的焊缝位置结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人。

进一步地，所述熔池相机通过网线与交换机连接，且熔池相机采集的熔池图像数据通过交换机传输到工控机进行数据处理并判断熔池状态，所述工控机将判断结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人。

进一步地，所述交换机采用万兆交换机，所述工控机内存储有工艺数据库。

本实用新型与现有技术相比的优点：

1、本技术方案通过在龙门上安装用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息的龙门相机，为工件类型以及工件上焊缝始末位置的确定提供条件，从而用于智能焊接机器人调整运行姿态后移动至工件上焊接的起始位置；

2、本技术方案通过在智能焊接机器人上设置激光轮廓仪，可实时采集的焊缝位置和焊缝形貌特征数据，为智能焊接机器人下一秒的焊接位置和姿态提供调整依据，保证焊接过程的准确性和高效性；

3、本技术方案通过设置用于感知熔池图像数据的熔池相机，可以在焊接过程中实时监控熔池状态，并根据当前的熔池状态使智能焊接机器人做出相应调整，从而保证焊接结果的准确性；

4、本技术方案解决了工件实际摆放位置与模型中位置存在偏差而导致智能焊接机器人在运动过程中发生碰撞的问题，结构简单，智能焊接机器人焊接位置精准，焊缝质量高，提高焊接效率。

附图说明

图1为本实用新型硬件连接框图；

图2为本实用新型流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的图1-2，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。

需要说明的是，在本文中，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。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，包括用于数据综合处理的工控机1，其中，工控机1内存储有工艺数据库，所述工控机1通过交换机2与光学感知设备连接，实现光学感知设备与工控机1信息的交互，具体的，所述交换机2采用万兆交换机；所述工控机1内存储有工艺数据库，所述光学感知设备包括龙门相机3、激光器4和熔池相机5；龙门相机3、激光器4和熔池相机5的电源线与电源连接，所述龙门相机3安装于龙门架上，用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息；所述激光器4安装于智能焊接机器人6的机器臂上，用于采集工件上的焊缝形貌特征数据和焊缝位置，所述熔池相机5安装于智能焊接机器人6的机器臂上，用于采集熔池的图像信息；所述工控机1通过通信网线与智能焊接机器人5连接，并根据龙门相机3、激光器4和熔池相机5检测的焊缝以及熔池的数据信息控制或调整智能焊接机器人6的运动轨迹。

其中，所述龙门相机3采用具有定位功能的工业单目相机，且龙门相机3通过网线与交换机2连接，所述工控机1根据工业单目相机反馈的工件图像信息识别工件的类型以及焊缝的始末位置，并将识别结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人6；上述结构中，龙门相机3拍摄当前工件照片，照片数据通过通信控制网络传输至工控机1，并经工控机1处理后，将处理结果通过通信控制网络传输至智能焊接机器人6，需要调整工件位置时，调整工件位置，不需要调整工件位置时，智能焊接机器6根据输入的信息调整姿态，靠近焊接工件；通过在龙门上安装用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息的龙门相机3，为工件类型以及工件上焊缝始末位置的确定提供条件，从而用于智能焊接机器人6调整运行姿态后移动至工件上焊接的起始位置；涉及的软件具体参照流水号为2022R11L1152519，名称为“龙门倒挂式机器人中的视觉软件”中的内容；

所述激光器4采用激光轮廓仪，且激光轮廓仪通过网线与交换机2连接，所述激光轮廓仪采集的焊缝位置和焊缝形貌特征数据通过交换机2传输到工控机1进行数据处理并判断焊缝位置结果，所述工控机1将判断的焊缝位置结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人6；上述结构中，激光器4在工件焊缝的起点位置处以25mm的宽度进行上下扫描，用以确定下一阶段的焊缝位置，开始焊接后，激光器4将扫描到的下一阶段的焊缝位置信息通过通信控制网络传输至工控机1中进行处理，需要调整智能焊接机器人6的姿态时，工控机1将处理结果通过通信控制网络传输至智能焊接机器人6，智能焊接机器,6根据输入的信息调整运动姿态，从而确保焊缝位置的准确性；通过在智能焊接机器人6上设置激光轮廓仪，可实时采集的焊缝位置和焊缝形貌特征数据，为智能焊接机器人6下一秒的焊接位置和姿态提供调整依据，保证焊接过程的准确性和高效性；涉及的软件具体参照流水号为2022R11L1153760，名称为“智能焊接机器人的激光跟踪测量功能”中的内容；

所述熔池相机5通过网线与交换机2连接，且熔池相机5采集的熔池图像数据通过交换机2传输到工控机1进行数据处理并判断熔池状态，所述工控机1将判断结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人；上述结构中，熔池相机5实时的将监控到的熔池状态通过通信控制网络传输至工控机1中进行数据处理，需要调整智能焊接机器人6的姿态时，工控机1将处理结果通过通信控制网络传输至智能焊接机器人6，智能焊接机器6根据输入的信息调整焊接姿态，确保熔池的正确性；通过设置用于感知熔池图像数据的熔池相机5，可以在焊接过程中实时监控熔池状态，并根据当前的熔池状态使智能焊接机器人5做出相应调整，从而保证焊接结果的准确性；涉及的软件具体参照流水号为2022R11L1153256，名称为“智能焊接机器人的焊接过程监控功能”中的内容。

本技术方案解决了工件实际摆放位置与模型中位置存在偏差而导致智能焊接机器人5在运动过程中发生碰撞的问题，结构简单，智能焊接机器人5焊接位置精准，焊缝质量高，提高焊接效率。

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 (5)

1.用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，包括用于数据综合处理的工控机(1)，其特征在于：所述工控机(1)通过交换机(2)与光学感知设备连接，实现光学感知设备与工控机(1)信息的交互，所述光学感知设备包括龙门相机(3)、激光器(4)和熔池相机(5)；所述龙门相机(3)安装于龙门架上，用于采集工件类型信息和工件上焊缝初始位置与终点位置的图像信息；所述激光器(4)安装于智能焊接机器人(6)的机器臂上，用于采集工件上的焊缝形貌特征数据和焊缝位置，所述熔池相机(5)安装于智能焊接机器人(6)的机器臂上，用于采集熔池的图像信息；所述工控机(1)通过通信网线与智能焊接机器人(6)连接，并根据龙门相机(3)、激光器(4)和熔池相机(5)检测的焊缝以及熔池的数据信息控制或调整智能焊接机器人(6)的运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，其特征在于：所述龙门相机(3)采用具有定位功能的工业单目相机，且龙门相机(3)通过网线与交换机(2)连接，所述工控机(1)根据工业单目相机反馈的工件图像信息识别工件的类型以及焊缝的始末位置，并将识别结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人(6)。

3.根据权利要求1所述的用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，其特征在于：所述激光器(4)采用激光轮廓仪，且激光轮廓仪通过网线与交换机(2)连接，所述激光轮廓仪采集的焊缝位置和焊缝形貌特征数据通过交换机(2)传输到工控机(1)进行数据处理并判断焊缝位置结果，所述工控机(1)将判断的焊缝位置结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人(6)。

4.根据权利要求1所述的用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，其特征在于：所述熔池相机(5)通过网线与交换机(2)连接，且熔池相机(5)采集的熔池图像数据通过交换机(2)传输到工控机(1)进行数据处理并判断熔池状态，所述工控机(1)将判断结果通过通信控制网络传输到智能焊接机器人(6)。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于龙门倒挂式智能焊接机器人的光学感知系统，其特征在于：所述交换机(2)采用万兆交换机，所述工控机(1)内存储有工艺数据库。

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