[發(fā)明專(zhuān)利]基于深度學(xué)習(xí)在線(xiàn)檢測(cè)的路燈燈桿自動(dòng)焊接系統(tǒng)及焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811238702.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109332928B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 管小蘭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇山揚(yáng)智能裝備有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K31/02
• 分類(lèi)號(hào): B23K31/02;B23K31/12;B23K37/00;B25J9/16
• 代理公司: 蘇州銘浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32246
• 代理人: 潘志淵

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于深度學(xué)習(xí)在線(xiàn)檢測(cè)的路燈燈桿自動(dòng)焊接系統(tǒng)和焊接方法，焊接系統(tǒng)其包括焊接機(jī)器人、機(jī)器人控制器、高速攝像頭、焊縫質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)、電氣控制及按鈕站、焊接電源、機(jī)器人專(zhuān)用焊槍、清槍剪絲裝置、頭尾架變位機(jī)和機(jī)器人移動(dòng)導(dǎo)軌；焊接機(jī)器人與機(jī)器人移動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)配合，機(jī)器人專(zhuān)用焊槍與焊接機(jī)器人活動(dòng)連接，高速攝像頭采集的圖像通過(guò)通信線(xiàn)路傳輸至焊縫質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)焊縫質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行焊縫質(zhì)量的分析檢測(cè)；需要焊接的工件通過(guò)頭尾架變位機(jī)來(lái)固定和調(diào)節(jié)角度，以便于焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)焊接和在線(xiàn)焊縫檢測(cè)，簡(jiǎn)化了制造環(huán)節(jié)，提高了生產(chǎn)效率和合格率，降低了生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)械制造工藝領(lǐng)域，具體涉及一種基于深度學(xué)習(xí)的路燈燈桿系統(tǒng)及焊接方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)， 基礎(chǔ)設(shè)施的大力建設(shè)，對(duì)各種建設(shè)原材料的需求與日俱增，例如在交通照明設(shè)備方面，對(duì)路燈燈桿的需求量在日益增加，對(duì)路燈燈桿的質(zhì)量也提出了更高的要求，因此路燈燈桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜，使得焊接的工作量占到了整個(gè)加工周期的一半以上，焊接的質(zhì)量直接影響到整個(gè)燈桿的加工質(zhì)量。目前國(guó)內(nèi)燈桿的焊接方式大部分是人工焊接，人工焊接主要存在的問(wèn)題是效率低下、勞動(dòng)強(qiáng)度高、環(huán)境惡劣和成本較高。目前絕大多數(shù)的焊縫檢測(cè)環(huán)節(jié)仍然使用人工檢測(cè)的方式，存在效率低下的問(wèn)題，而且焊縫焊接和質(zhì)檢是分離的步驟，由于塔桿體積較大和車(chē)間空間有限的問(wèn)題，焊接完成后質(zhì)檢不通過(guò)的產(chǎn)品重新進(jìn)行再次加工也非常繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明第一個(gè)發(fā)明目的在于提供一種基于深度學(xué)習(xí)在線(xiàn)檢測(cè)的路燈燈桿自動(dòng)焊接系統(tǒng)，用以解決目前燈桿焊接效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度高、環(huán)境惡劣和成本較高等問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的技術(shù)方案如下：

一種基于深度學(xué)習(xí)在線(xiàn)檢測(cè)的路燈燈桿自動(dòng)焊接系統(tǒng)，其包括焊接機(jī)器人、機(jī)器人控制器、高速攝像頭、焊縫質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)、電氣控制及按鈕站、焊接電源、機(jī)器人專(zhuān)用焊槍、清槍剪絲裝置、頭尾架變位機(jī)和機(jī)器人移動(dòng)導(dǎo)軌；

焊接機(jī)器人采用六自由度的專(zhuān)用焊接機(jī)器人，其中三個(gè)自由度用來(lái)進(jìn)行機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整，另外三個(gè)自由度用于焊槍的姿態(tài)調(diào)整，使得機(jī)器人能夠完成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊接工作；同時(shí)采用先進(jìn)的伺服技術(shù)保證機(jī)器人的動(dòng)作速度和精度，提高工作效率；

機(jī)器人控制器用于進(jìn)行焊接任務(wù)設(shè)定，通過(guò)配備的示教器支持在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接機(jī)器人焊接參數(shù)的設(shè)定，示教完成后會(huì)將各個(gè)示教點(diǎn)的位置和姿態(tài)信息、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和工藝參數(shù)存入控制器的內(nèi)存，當(dāng)焊接機(jī)器人進(jìn)入自動(dòng)工作模式后，根據(jù)存儲(chǔ)在控制器內(nèi)存的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行路徑規(guī)劃，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)進(jìn)行焊接機(jī)器人位置和姿態(tài)的控制，同時(shí)實(shí)時(shí)采集機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)位置的反饋信息，不斷修正誤差，使得焊接機(jī)器人位置和姿態(tài)達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)；

高速攝像頭用于實(shí)時(shí)采集工件焊縫的圖像，輸入焊縫質(zhì)量檢測(cè)裝置進(jìn)行燈桿焊縫在線(xiàn)質(zhì)量檢測(cè)；

焊縫質(zhì)量在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)主要由一臺(tái)高性能服務(wù)器構(gòu)成，核心是深度學(xué)習(xí)技術(shù)，通過(guò)采集足夠數(shù)量質(zhì)量良好的焊縫圖像和存在質(zhì)量問(wèn)題的焊縫圖像組成訓(xùn)練集和測(cè)試集，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，利用測(cè)試集測(cè)試訓(xùn)練后的模型，若模型輸出準(zhǔn)確率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)則固化模型，構(gòu)建分類(lèi)器；若誤差過(guò)大則重新訓(xùn)練并測(cè)試；在焊接過(guò)程中，焊縫質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)高速攝像頭實(shí)時(shí)采集到的焊縫圖像進(jìn)行處理，通過(guò)分類(lèi)器完成圖像分類(lèi)，快速評(píng)估燈桿焊縫質(zhì)量，并將檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)輸入到機(jī)器人控制器，用來(lái)規(guī)劃下一步的焊接任務(wù)；

電氣控制系統(tǒng)用來(lái)進(jìn)行對(duì)機(jī)器人、焊接電源、頭尾架變位機(jī)的控制，壓縮氣體壓力和保護(hù)氣體壓力的檢測(cè)，控制工作站的啟停操作；按鈕站的啟動(dòng)和停止開(kāi)關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)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(shù)字化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)熔滴過(guò)渡的精細(xì)控制；采用一脈一滴控制技術(shù)，熱輸入少，工件變形小；使用軟開(kāi)關(guān)逆變技術(shù)，整機(jī)可靠性高、節(jié)能省電，實(shí)現(xiàn)無(wú)飛濺焊接；