[發(fā)明專利]一種基于視覺識(shí)別的多功能焊件處理裝置及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010463820.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN111673321B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 商亮亮;張浩;劉騰;李佩齊;華亮;傅懷梁;泮佳俊;張帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K37/00
• 分類號(hào): B23K37/00
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種基于視覺識(shí)別的多功能焊件處理裝置及控制方法。本發(fā)明提供的裝置包括：切換裝置、焊前清理裝置、焊接裝置和焊后處理裝置；切換裝置包括殼體、圖像采集裝置、STM32F4xx系列微處理器；殼體三個(gè)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面分別設(shè)置有齒輪齒條嚙合傳動(dòng)裝置，切換裝置還包括穿設(shè)在三個(gè)側(cè)壁上的限位槽內(nèi)的第二法蘭，第二法蘭的一端與齒條固定連接，另一端與焊前清理裝置、焊接裝置或焊后處理裝置連接。微處理器用于對(duì)圖像采集裝置采集到的焊件當(dāng)前狀態(tài)圖像基于訓(xùn)練好的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行處理，得到其當(dāng)前工序狀態(tài)并向傳動(dòng)裝置發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)焊前清理裝置、焊接裝置和焊后處理裝置三個(gè)工作部件之間的自動(dòng)切換。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域，尤其是一種基于視覺識(shí)別的多功能焊件處理裝置及控制方法。

背景技術(shù)

焊接是重要的基礎(chǔ)制造技術(shù)，是機(jī)械加工業(yè)不可缺少的技術(shù)手段。在工業(yè)生產(chǎn)中，特別是在船舶焊接這樣需要大量采取焊接作業(yè)的場(chǎng)合，除去焊接過程，還需要焊前處理、焊后應(yīng)力消除等機(jī)械加工技術(shù)手段。目前的焊接作業(yè)一般采取多個(gè)單一功能機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)多功能作業(yè)，或者在機(jī)械臂的最后一個(gè)軸的連接法蘭處接裝不同設(shè)備來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的多功能轉(zhuǎn)換。前者的操作繁復(fù)，工業(yè)生產(chǎn)成本過高，會(huì)造成設(shè)備維護(hù)難度增大，占用生產(chǎn)場(chǎng)地等問題。后者轉(zhuǎn)換設(shè)備耗時(shí)過長(zhǎng)，工序、工時(shí)增加，工業(yè)生產(chǎn)效率過低。

傳統(tǒng)焊件處理設(shè)備只具有單一功能，而在同一機(jī)械臂上無法實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)功能。市場(chǎng)亟需能夠在單一機(jī)械臂上實(shí)現(xiàn)焊前打磨、焊接、焊后應(yīng)力處理等完整工序并具有自動(dòng)轉(zhuǎn)換功能的焊接機(jī)器人。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于視覺識(shí)別的多功能焊件處理裝置及控制方法，以解決了當(dāng)前市場(chǎng)上焊件處理裝置效率低下、功能單一、且無法自動(dòng)切換的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于視覺識(shí)別的多功能焊件處理切換裝置，包括：切換裝置、焊前清理裝置、焊接裝置和焊后處理裝置；

所述切換裝置包括殼體、圖像采集裝置和控制裝置；

所述殼體為具有兩個(gè)端面的中空三棱柱體，所述殼體的頂端端面設(shè)置有用于與機(jī)械臂連接的第一法蘭，所述殼體的三個(gè)側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面分別設(shè)置有傳動(dòng)裝置；

所述傳動(dòng)裝置包括升降齒條和與所述升降齒條嚙合的齒輪組，所述齒輪組包括傳動(dòng)齒輪和至少一個(gè)從動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪均通過軸承固定連接在所述主體側(cè)壁的內(nèi)側(cè)面上，所述傳動(dòng)齒輪設(shè)置在所述升降齒條的一側(cè)，至少一個(gè)所述從動(dòng)齒輪設(shè)置在所述升降齒條的另一側(cè)，所述傳動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)單元包含的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主軸固定連接；所述升降齒條上固定設(shè)置有第二法蘭；

所述殼體的三個(gè)側(cè)壁上與各個(gè)所述升降齒條對(duì)應(yīng)的位置分別開設(shè)有供所述第二法蘭沿所述升降齒條延伸方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的限位槽；

所述焊前清理裝置、焊接裝置、焊后處理裝置分別從所述殼體的外部與各個(gè)所述第二法蘭連接；

所述圖像采集裝置設(shè)置在所述殼體的底端端面，用于采集待處理焊件的當(dāng)前狀態(tài)圖像；

所述控制裝置為STM32F4xx系列的微處理器；所述微處理器與所述圖像采集裝置相連，用于對(duì)所述當(dāng)前狀態(tài)圖像進(jìn)行處理，得到所述待處理焊件的當(dāng)前工序狀態(tài)數(shù)據(jù)；

所述微處理器與各個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元相連，用于根據(jù)所述待處理焊件的當(dāng)前工序狀態(tài)數(shù)據(jù)向各個(gè)所述驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送控制指令。

進(jìn)一步的，所述齒輪組包括傳動(dòng)齒輪和三個(gè)從動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)齒輪和一個(gè)從動(dòng)齒輪設(shè)置在所述升降齒條的一側(cè)，另外兩個(gè)從動(dòng)齒輪設(shè)置在所述升降齒條的另一側(cè)。

進(jìn)一步的，所述圖像采集裝置包括工業(yè)用攝像頭和設(shè)置在所述工業(yè)用攝像頭外部的防護(hù)罩。

本發(fā)明還提供了一種上述多功能焊件處理裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：