[發明專利]厚板機器人焊接系統及多層多道焊縫實時跟蹤、規劃方法

有效

• 申請號: 201410146344.3
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103934571A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 張洵;孔萌;陳華斌;林濤;何銀水;陳玉喜;陳善本;金玉嵌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;上海發那科機器人有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/24;B23K26/064;B23K26/02;B23K26/044;B23K37/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

1.一種厚板機器人焊接系統，包括：

機器人，激光結構光傳感器，焊接系統及控制系統；所述激光結構光傳感器包括主體系統、光學系統、夾持系統和冷卻系統，能夠實時獲取包含焊縫坡口特征信息的圖像，并傳遞至所述控制系統，所述控制系統由所述圖像獲取坡口信息，控制所述機器人不斷糾正焊接系統中焊槍的位置；同時所述控制系統調整焊道軌跡和焊接參數，實現多層多道的實時規劃。

2.如權利要求1所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主體系統上設置有用于與夾持系統、光學系統相連接的接口，所述冷卻系統通過一燕尾槽與所述主體系統相連接。

3.如權利要求1所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述夾持系統包括水平方向的第一部分和豎直方向的第二部分，所述主體系統可移動的設置于所述第一部分上，所述機器人包括焊槍，所述焊槍可移動的設置于所述第二部分上。

4.如權利要求3所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主體系統與第一部分的相對移動范圍是0-100mm，所述焊槍與第二部分的相對移動范圍是0-80mm。

5.如權利要求1所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主體系統包括：CCD傳感器、鏡頭，半導體激光發生器及激光反光鏡。

6.如權利要求5所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主體系統還包括一控制電路，通過控制供電進行開啟和關閉主體的各個器件，并調節激光器的功率和冷卻系統的制冷能力。

7.如權利要求5所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述CCD傳感器與焊槍平行放置，所述CCD傳感器通過夾具高度可調節的固定于主體系統中，所述CCD傳感器通過信號線連接至控制系統的一圖像采集單元。

8.如權利要求7所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述半導體激光發生器與所述CCD傳感器平行放置，產生的激光的光束經過一柱狀鏡變成一字線結構光，通過所述激光反光鏡后投射在工件上，投射角度在15°-45°。

9.如權利要求8所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述半導體激光器的中心波長為600-700nm，半峰寬為0.5-3nm，功率為150-200MW。

10.如權利要求8所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述光學系統包括主減光濾光系統、附加減光濾光系統和光學反光鏡；投射在工件上的結構光的條紋和工件坡口依次經過光學反光鏡、附加減光濾光系統和主減光濾光系統被CCD傳感器接收。

11.如權利要求10所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主減光濾光系統和附加減光濾光系統皆包括減光片和濾光片，所述主減光濾光系統用以提取激光結構光，所述附加減光濾光系統用于去除超出設定規格的弧光。

12.如權利要求11所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述主減光濾光系統的濾光片為中心波長670nm，帶寬20nm的窄帶干涉濾光片，所述主減光濾光系統的減光片的通過率為40%；所述附加減光濾光系統的減光片的通過率為60%。

13.如權利要求10所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述光學反光鏡與水平方向的夾角為10°-25°，其中心位置相對于鏡頭的高度為5-20mm。

14.如權利要求1所述的厚板機器人焊接系統，其特征在于，所述冷卻系統為水冷系統。