[實用新型]一種基于單雙目視覺的機器人自動焊接系統

有效

• 申請號: 201921417738.2
• 申請日: 2019-08-28
• 公開（公告）號: CN211072355U
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 謝盛;魏昕;梁梓銘;屈海艷;林佳杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本實用新型涉及機器人智能制造技術領域，提出一種基于單雙目視覺的機器人自動焊接系統，包括前置視覺檢測模塊、運動控制模塊、焊槍，其中前置視覺檢測模塊包括單目相機、雙目相機、防飛濺擋板、圖像采集卡，運動控制模塊包括上位機、機器人控制器、運動軸執行機構；單目相機設置在焊槍的一側，防飛濺擋板設置在單目相機與焊槍之間，雙目相機設置在單目相機的另一側，且單目相機和雙目相機分別通過圖像采集卡與上位機連接；上位機對焊縫圖像進行分析處理，分別得到工件及焊縫的坐標以及運動軸執行機構的運動軌跡規劃結果，并通過機器人控制器將運動軌跡規劃結果相應的控制命令傳送到運動軸執行機構。

技術領域

本實用新型涉及機器人智能制造技術領域，更具體地，涉及一種基于單雙目視覺的機器人自動焊接系統。

背景技術

焊接機器人的出現代表著焊接自動化歷史性的進步，它取代了手工焊接和剛性自動化方式，開創了一種柔性自動化的生產方式。目前，廣泛應用于工業生產的焊接機器人主要是示教再現性機器人，在焊縫軌跡比較簡單的情況下，示教再現性機器人能有效提高生產效率，并且能保證焊接質量的一致性。然而對于復雜軌跡的焊縫，示教再現性機器人存在人工示教耗時長，焊接質量的穩定性要求難以保證等問題，并且對于小批量和單件的焊接生產來說，機器人示教時間占全部生產工時的比例高，影響了機器人的整體工作效率。

為了解決上述問題，目前主要采用基于視覺的的自動焊接系統進行焊接加工，其中，自動焊接系統主要采用單目或雙目相機進行焊縫采集，但在焊接過程中單目或雙目相機容易受強光飛濺的影響，因此單目或雙目相機需要安裝有相應的濾波裝置或保護裝置，導致無法應用于正常光照下的拍攝；同時由于焊縫識別的精度要求，用于識別焊縫的相機焦距和安裝位置都不適合用于尋找需要加工的工件，無法真正的實現焊接機器人自動焊接作業。

實用新型內容

本實用新型為克服上述現有技術所述的不能實現焊接機器人自動焊接作業的缺陷，提供一種基于單雙目視覺的機器人自動焊接系統。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下：

一種基于單雙目視覺的機器人自動焊接系統，包括前置視覺檢測模塊、運動控制模塊、焊槍，其中：前置視覺檢測模塊包括單目相機、雙目相機、防飛濺擋板、圖像采集卡；運動控制模塊包括上位機、機器人控制器、運動軸執行機構；

焊槍設置在運動軸執行機構上，上位機與機器人控制器連接，機器人控制器與運動軸執行機構連接；

單目相機設置在焊槍的一側，防飛濺擋板設置在所述單目相機與焊槍之間，雙目相機設置在單目相機的另一側，且單目相機和雙目相機分別通過與圖像采集卡連接將所采集的焊縫圖像傳送到上位機；上位機對焊縫圖像進行分析處理，分別得到工件及焊縫的坐標以及運動軸執行機構的運動軌跡規劃結果，并通過機器人控制器將運動軌跡規劃結果對應的控制命令傳送到運動軸執行機構。

本技術方案中，前置視覺檢測模塊用于采集待識別的工件圖像和焊縫圖像，然后傳送到運動控制模塊中進行圖像分析處理，其中，雙目相機用于采集三維信息，從而識別得到工件的空間坐標；單目相機用于采集二維平面信息，從而識別得到焊縫位置信息；防飛濺擋板設置在單目相機與焊槍之間，用于遮擋焊接過程中產生的飛濺。運動控制模塊用于對工件坐標以及焊縫位置信息進行分析處理，對焊機運動軌跡進行規劃，并通過控制運動軸執行機構控制焊機的移動，其中，上位機接收前置視覺檢測模塊所傳輸的圖像信息，對其進行分析得到工件坐標信息以及焊縫位置信息，以及對所述工件坐標信息和焊縫位置信息進行分析處理，對焊槍的運動軌跡進行規劃，然后將得到的運動軌跡規劃結果發送到機器人控制器中，機器人控制器根據所接收的運動軌跡規劃結果進行分析得到相應的控制命令，實現對運動軸執行機構的控制，控制焊機對焊縫位置的跟蹤矯正補償運動，從而實現焊接機器人的自主焊接作業。

優選地，單目相機包括相機安裝架、單目相機鏡頭、濾光片、輔助光源，其中，單目相機鏡頭安裝設置在相機安裝架上，濾光片設置在單目相機鏡頭前方。