[發明專利]用于監測機器人處理工具位置的測距儀裝置及其方法有效
申請號: | 201610361696.X | 申請日: | 2016-05-26 |
公開(公告)號: | CN107020471B | 公開(公告)日: | 2019-04-05 |
發明(設計)人: | 讓-保羅·布瓦洛;雅克-安德烈·加保里;安德烈·魯斯那科 | 申請(專利權)人: | 賽融公司 |
主分類號: | B23K37/02 | 分類號: | B23K37/02;B25J9/16 |
代理公司: | 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290 | 代理人: | 曹正建;陳桂香 |
地址: | 加拿大*** | 國省代碼: | 加拿大;CA |
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摘要: | |||
搜索關鍵詞: | 用于 監測 機器人 處理 工具 位置 測距儀 裝置 及其 方法 | ||
本發明涉及用于監測機器人處理工具相對于被安裝成鄰近所述機器人處理工具的追蹤裝置的三維(3D)位置的測距儀裝置。可附接至所述追蹤裝置的主體支撐激光器單元及攝像機單元。所述激光器單元在所述處理工具的目標區域上投影三角激光標記。所述標記、工具中心點及處理區域均處于所述攝像機單元的視野中。控制單元控制所述激光器單元的操作,并具有圖像分析儀電路,所述圖像分析儀電路用于接收由所述攝像機單元產生的圖像信號,根據所述圖像信號中的所述三角激光標記產生三角激光測量數據,產生作為所述三角激光測量數據的函數的用于指示所述機器人處理工具的位置的信號,以及傳輸由所述攝像機單元產生的所述圖像信號。
技術領域
本發明涉及機器人材料處理,且更特別地涉及用于監測機器人處理工具相對于被安裝成鄰近所述機器人處理工具的追蹤攝像機的位置的測距儀裝置及方法。所述機器人處理工具特別可以是焊接炬,且所述追蹤攝像機特別地可以是焊接接頭追蹤攝像機。
背景技術
焊接接頭追蹤激光攝像機通常被設計成具有三角激光器,該三角激光器前視在焊接炬前面的固定距離處。這些攝像機有時候配備有額外的二維(2D)視頻彩色攝像機,該二維視頻彩色攝像機與三角激光器一同位于攝像機的正面,并與該三角激光器察看相同的區域。這些追蹤激光攝像機無法監測焊接炬尖端的區域或無法監測焊接炬相對于追蹤攝像機和焊接接頭的位置。焊接炬與工件或附近結構的偶然碰撞可引起焊接炬的永久變形以及焊接炬相對于激光攝像機的位移,從而破壞機器人TCP(工具中心點)的初始校準。此相對位移若未經檢測及修正,可導致焊接接頭的追蹤失誤并導致焊接缺陷。此類位移或永久變形甚至仍會發生在配備有如專利US 6,346,751(Delfino等人)中所述的防撞安全工具架的機器人上。US 5,329,092(Weaver等人)提出相對于焊接機器人安裝在固定位置的對準校準塊。該塊具有V形凹槽,焊條被規劃成定期地進入該V形凹槽。若焊條接觸到校準塊的側壁,則檢測到焊條的未對準。每當需要對準檢查時,機器人的工作操作就必須停止,且炬尖端朝向校準塊的位移占用了時間及空間。
發明內容
根據本發明的一個方面,提供了一種用于監測機器人處理工具相對于被安裝成鄰近所述機器人處理工具的追蹤裝置的位置的測距儀裝置,所述測距儀裝置包括:
主體,其能夠附接至所述追蹤裝置;
激光器單元,其由所述主體支撐,所述激光器單元具有激光器及操作性投影結構,所述操作性投影結構用于在所述機器人處理工具的預定目標區域上投影三角激光標記;
攝像機單元,其由所述主體支撐,所述攝像機單元具有圖像傳感器及光學觀看結構,使得所述機器人處理工具的所述目標區域上的所述三角激光標記、所述機器人處理工具的工具中心點以及處理區域均處于所述攝像機單元的視野中;以及
控制單元,其連接至所述激光器單元及所述攝像機單元,所述控制單元具有:
激光器控制電路,其用于控制所述激光器單元的操作;及
圖像分析儀電路,其用于接收由所述攝像機單元的所述圖像傳感器產生的圖像信號,根據所述圖像信號中的所述三角激光標記產生三角激光測量數據,產生作為所述三角激光測量數據的函數的用于指示所述機器人處理工具的位置的信號,并傳輸由所述攝像機單元產生的所述圖像信號。
根據本發明的另一方面,提供了一種用于監測機器人處理工具相對于被安裝成鄰近所述機器人處理工具的追蹤裝置的位置的方法,所述方法包括以下步驟:
將測距儀裝置附接至所述追蹤裝置,所述測距儀裝置包括:激光器單元,其具有激光器及操作性投影結構,所述操作性投影結構用于投影三角激光標記;攝像機單元,其具有圖像傳感器及光學觀看結構;及控制單元,其連接至所述激光器單元及所述攝像機單元;
定位所述激光器單元,使得所述三角激光標記能夠被投影在所述機器人處理工具的預定目標區域上;
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