[實用新型]機器人焊接3D輔助示教系統

有效

• 申請號: 201320010127.2
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN203242211U
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 高輝;焦向東;周燦豐
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院;唐山開元焊接自動化技術研究所有限公司
• 主分類號: G09B19/24
• 分類號: G09B19/24
• 代理公司: 小松專利事務所 11132
• 代理人: 陳祚齡

技術領域

本實用新型涉及機器人焊接輔助設備，尤其是一種機器人焊接3D輔助示教系統。

背景技術

在一些諸如核輻射、高空、深水、有毒等高危險環境中進行焊接作業，操作人員需對焊接機器人進行遙控操作，其關鍵問題主要是焊接機器人的遙控在線示教編程。目前最有可能進入實用化階段的技術并不是機器人控制的全自治系統，而是遙控加局部自主系統構成完整的監控遙控操作系統。本發明涉及的機器人焊接3D輔助示教系統采用立體視覺技術作為遙控輔助示教手段，焊接過程再配以電弧或激光跟蹤技術作為局部自主系統，便可有效提高示教效率及操作人員安全性。因此，該技術應具有較好的實用化與市場應用前景。

發明內容

根據背景技術所述，本實用新型的目的在于提供一種機器人焊接3D輔助示教系統，該系統可實現對焊接機器人整體姿態及焊槍姿態位置的遠程示教操作，使得操作人員原理危險操作環境，提高焊接機器人的示教精度及示教效率。

為了實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種機器人焊接3D輔助示教系統，主要由3D眼鏡（1）、機器人示教器（2）、3D顯示器（3）、普通2D顯示器（4）、普通2D攝像機(5)、3D攝像機（6）組成，其中：3D攝像機（6）安裝于機器人（8）夾持焊槍的末端關節，2D攝像機（5）由獨立于機器人機械結構的支架安放于適當位置，3D攝像機（6）與3D顯示器（3）之間通過高清視頻電纜連接，2D攝像機（5）與2D顯示器（4）間通過普通視頻電纜連接，焊接操作人員佩戴3D眼鏡（1），通過顯示器圖像觀察機器人端部焊槍的位置及姿態并操作示教器（2）進行示教。

所述的3D顯示器（3）與3D攝像機（6）之間、普通2D顯示器（4）與普通2D攝像機(5)之間的距離可根據電纜長度隨意調節。

由于采用了上述技術方案，本實用新型具有如下優點和效果：

（1）本發明中，操作人員采用3D眼鏡可同時觀察3D顯示器及普通顯示器，實現了焊接機器人宏觀姿態監控與焊槍位置姿態的同步監控，并且避免了佩戴3D數字頭盔對示教器操作的不便性；

（2）本實用新型采用3D攝像機及顯示器觀察焊槍姿態及位置，采集的圖像為具有一定景深感的立體圖像，使得操作人員對除平面位置以外的深度方向有了一定的感性認知，便于實現焊槍深度方向的定位；

（3）本實用新型的攝像機與顯示器之間采用高清視頻電纜連接，攝像機與顯示器之間的距離可根據電纜長度隨意調節，操作人員可在遠離機器人及工件的位置遠程操作，可有效保證操作人員在工作過程中的安全性。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖中：1-3D眼鏡，2-機器人示教器，3-3D顯示器，4-2D顯示器，5-2D攝像機，6-3D攝像機，7-工件，8-焊接機器人。

具體實施方式

按照圖1所示,首先將3D攝像機6安裝于機器人8夾持焊槍的末端關節并調整角度及距離置合適位置，2D攝像機5由獨立于機器人機械結構的支架安放于機器人附近，調整距離及角度直到機器人本體能夠完全在顯示器中顯示。3D攝像機6與3D顯示器3之間通過高清視頻電纜連接，2D攝像機5與2D顯示器4間通過普通視頻電纜連接，3D顯示器3與3D攝像機6之間、普通2D顯示器4與普通2D攝像機5之間的距離可根據電纜長度隨意調節，操作人員可在遠離機器人及工件的位置遠程操作，可有效保證操作人員在工作過程中的安全性。

然后，焊接操作人員佩戴3D眼鏡1，通過焊接機器人示教器2對焊接機器人8進行操作，通過顯示器3、4的圖像觀察機器人端部焊槍的位置及姿態并進行相應調整，直至焊槍端部準確到達焊縫起點并記錄焊縫起點坐標，操作人員采用3D眼鏡可同時觀察3D顯示器及普通顯示器，實現了焊接機器人宏觀姿態監控與焊槍位置姿態的同步監控，并且避免了佩戴3D數字頭盔對示教器操作的不便性。

然后繼續調整焊接機器人姿態及位置，直到到達焊縫終點，并記錄下焊縫相關位置信息，從而完成焊接機器人的遠程示教操作。

采用3D攝像機及顯示器觀察焊槍姿態及位置，采集的圖像為具有一定景深感的立體圖像，使得操作人員對除平面位置以外的深度方向有了一定的感性認知，便于實現焊槍深度方向的定位。