[發明專利]基于深度學習在線檢測的路燈燈桿自動焊接系統及焊接方法

有效

• 申請號: 201811238702.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109332928B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 管小蘭
• 申請（專利權）人: 江蘇山揚智能裝備有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K31/12;B23K37/00;B25J9/16
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙) 32246
• 代理人: 潘志淵

1.一種基于深度學習在線檢測的路燈燈桿自動焊接系統，其特征在于：其包括焊接機器人、機器人控制器、高速攝像頭、焊縫質量在線檢測系統、電氣控制及按鈕站、焊接電源、機器人專用焊槍、清槍剪絲裝置、頭尾架變位機和機器人移動導軌；

焊接機器人采用六自由度的專用焊接機器人，其中三個自由度用來進行機器人的姿態調整，另外三個自由度用于焊槍的姿態調整，使得機器人能夠完成結構復雜的焊接工作；同時采用先進的伺服技術保證機器人的動作速度和精度，提高工作效率；

機器人控制器用于進行焊接任務設定，通過配備的示教器支持在現場進行焊接機器人焊接參數的設定，示教完成后會將各個示教點的位置和姿態信息、運動參數和工藝參數存入控制器的內存，當焊接機器人進入自動工作模式后，根據存儲在控制器內存的各項參數進行路徑規劃，驅動伺服系統進行焊接機器人位置和姿態的控制，同時實時采集機器人各個關節位置的反饋信息，不斷修正誤差，使得焊接機器人位置和姿態達到預期的目標；

高速攝像頭配置在焊接機器人上，用于實時采集工件焊縫的圖像，輸入焊縫質量檢測裝置進行燈桿焊縫在線質量檢測；

焊縫質量在線檢測系統主要由一臺高性能服務器構成，核心是深度學習技術，通過采集足夠數量質量良好的焊縫圖像和存在質量問題的焊縫圖像組成訓練集和測試集，建立神經網絡模型，對神經網絡進行訓練，利用測試集測試訓練后的模型，若模型輸出準確率達到標準則固化模型，構建分類器；若誤差過大則重新訓練并測試；在焊接過程中，焊縫質量檢測系統對高速攝像頭實時采集到的焊縫圖像進行處理，通過分類器完成圖像分類，快速評估燈桿焊縫質量，并將檢測結果實時輸入到機器人控制器，用來規劃下一步的焊接任務；

電氣控制系統用來進行對機器人、焊接電源、頭尾架變位機的控制，壓縮氣體壓力和保護氣體壓力的檢測，控制工作站的啟停操作；按鈕站的啟動和停止開關能夠實現設備的運轉和停止操作；

焊接電源配備齊全的通訊接口和I/O接口，全數字化系統，實現熔滴過渡的精細控制；采用一脈一滴控制技術，熱輸入少，工件變形?。皇褂密涢_關逆變技術，整機可靠性高、節能省電，實現無飛濺焊接；

清槍剪絲裝置專用于機器人焊接系統的焊槍清理裝置，將清槍、剪絲、噴油三種功能集成在一個工作平臺，結構緊湊，維護方便；

頭尾架變位機用于調整工件姿態，結合升降支撐裝置能夠使所有焊縫處于最佳焊接位置；頭尾架變位機的伺服電機作為機器人的外部軸可自由編程，可與機器人系統軌跡插補，擴大焊接范圍；伺服電機驅動精密減速機，齒輪在轉動過程中始終與回轉支撐嚙合，驅動變位機轉盤旋轉；變位機基座采用優質型材焊接而成，經過退火處理；導電機構安裝在回轉座內，導電銅塊在彈簧作用下保證焊接過程導電良好；

機器人移動導軌包括伺服電機和減速機，通過齒輪齒條傳動；高精度齒輪齒條、導軌以及獨特的齒輪背隙消除機構保證了導軌傳動的精確性；機器人與機器人移動導軌組合使用，使得機器人焊接系統有很大的工作范圍和柔性，即使大型復雜工件上可達性不好的空間焊縫，也能輕松勝任；

焊接機器人與機器人移動導軌滑動配合，機器人專用焊槍與焊接機器人活動連接，機器人控制器分別與焊接機器人、機器人移動導軌、機器人專用焊槍、清槍剪絲裝置、高速攝像頭、焊縫質量在線檢測系統和電氣控制及按鈕站通信連接，高速攝像頭采集的圖像通過通信線路傳輸至焊縫質量在線檢測系統，通過焊縫質量在線檢測系統進行焊縫質量的分析檢測；需要焊接的工件通過頭尾架變位機來固定和調節角度，以便于焊接機器人進行焊接。