[發(fā)明專利]船梯機器人折線角焊縫智能識別裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610755258.1
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107790853A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王克鴻;楊增海;朱韓鋼;王希凱;吳俊超;夏紀(jì)才;方強
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127;B23K9/32
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心32203
• 代理人: 薛云燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于自動化焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種船梯機器人折線角焊縫智能識別裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著計算機、人工智能等科學(xué)信息技術(shù)的進步及廣泛應(yīng)用，“智能化”的概念越來越清晰地呈現(xiàn)在人們面前?，F(xiàn)代生產(chǎn)對高品質(zhì)、高效率的迫切需求，如何提高焊接技術(shù)的智能化程度日益成為焊接技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點。如今，汽車、壓力容器以及造船工業(yè)現(xiàn)場對焊接技術(shù)的自動化、智能化水平的要求不斷增強。

目前，船梯焊縫接頭焊接采用的焊接技術(shù)方法，主要是常規(guī)手工電弧焊，手工電弧焊存在以下幾個問題：焊接效率低，焊接質(zhì)量難以保證以及焊接人工成本高等，無法滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種保證焊接作業(yè)質(zhì)量，提高工廠自動化、智能化程度的船梯機器人折線角焊縫智能識別裝置及方法。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種船梯機器人折線焊縫智能識別裝置，包括激光視覺傳感器組件、圖像采集卡和計算機，其中激光視覺傳感器組件設(shè)置在ABB焊接機器人的焊槍上，激光視覺傳感器組件通過圖像采集卡與計算機連接；所述激光視覺傳感器組件包括半導(dǎo)體激光器、CCD攝像機、鏡頭、窄帶濾光片，所述半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機設(shè)置于ABB焊接機器人手臂末端；窄帶濾光片設(shè)置于鏡頭前端，且窄帶濾光片和鏡頭均與CCD攝像機固定連接；圖像采集卡設(shè)置于計算機主板上；

將半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機固定于ABB焊接機器人手臂末端，并調(diào)整半導(dǎo)體激光器、CCD攝像機與焊槍三者的空間位置關(guān)系，使半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光照射在船梯工件角焊縫接頭上，通過CCD攝像機攝取焊縫激光圖像；圖像采集卡將窄帶濾光片濾光處理后的圖像傳輸至計算機，計算機進行圖像分析處理獲得船梯折線角焊縫軌跡；計算機將焊縫軌跡反饋至ABB焊接機器人，實現(xiàn)船梯機器人折線角焊縫的自動焊接。

進一步地，所述半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機分別通過夾具剛性固定于ABB焊接機器人手臂末端。

進一步地，所述鏡頭與窄帶濾光片分別通過夾具與CCD攝像機固定連接。

進一步地，所述固定半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機的夾具，能夠調(diào)節(jié)半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機之間的角度，使半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光照射在船梯工件角焊縫接頭上，并通過CCD攝像機攝取焊縫激光圖像。

一種基于所述船梯機器人折線焊縫智能識別裝置的船梯機器人折線焊縫智能識別方法，包括以下步驟：

步驟1、將半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機固定于ABB焊接機器人手臂末端，并調(diào)整半導(dǎo)體激光器、CCD攝像機與焊槍三者的空間位置關(guān)系；

步驟2、半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光照射在船梯工件角焊縫接頭上，通過CCD攝像機攝取焊縫激光圖像；

步驟3、圖像采集卡將窄帶濾光片濾光處理后的圖像傳輸至計算機，計算機進行圖像分析處理獲得船梯折線角焊縫軌跡；

步驟4、計算機將焊縫軌跡反饋至ABB焊接機器人，實現(xiàn)船梯機器人折線角焊縫的自動焊接。

進一步地，步驟2中所述的船梯工件角焊縫為斷續(xù)折線角焊縫。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：(1)采用焊縫智能識別技術(shù)，提高了焊接機器人智能化程度；(2)有利于保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量；(3)有利于提高焊接作業(yè)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明船梯折線焊縫智能識別示意圖。

圖2為本發(fā)明激光視覺傳感器組件示意圖。

圖3為本發(fā)明圖像采集系統(tǒng)示意圖。

圖4為本發(fā)明焊縫智能識別系統(tǒng)示意圖。

具體實施方式

結(jié)合圖1～2，本發(fā)明船梯機器人折線焊縫智能識別裝置，包括激光視覺傳感器組件、圖像采集卡和計算機，其中激光視覺傳感器組件設(shè)置在ABB焊接機器人的焊槍上，激光視覺傳感器組件通過圖像采集卡與計算機連接；所述激光視覺傳感器組件包括半導(dǎo)體激光器4、CCD攝像機3、鏡頭2、窄帶濾光片1，所述半導(dǎo)體激光器4與CCD攝像機3設(shè)置于ABB焊接機器人手臂末端；窄帶濾光片1設(shè)置于鏡頭前端，且窄帶濾光片1和鏡頭2均與CCD攝像機固定連接；圖像采集卡設(shè)置于計算機主板上；

將半導(dǎo)體激光器與CCD攝像機固定于ABB焊接機器人手臂末端，并調(diào)整半導(dǎo)體激光器、CCD攝像機與焊槍三者的空間位置關(guān)系如圖2，使半導(dǎo)體激光器發(fā)射的激光5照射在船梯工件6角焊縫接頭上，通過CCD攝像機3攝取焊縫激光圖像；圖像采集卡將窄帶濾光片1濾光處理后的圖像傳輸至計算機，計算機進行圖像分析處理獲得船梯折線角焊縫軌跡；計算機將焊縫軌跡反饋至ABB焊接機器人，實現(xiàn)船梯機器人折線角焊縫的自動焊接。