[發(fā)明專利]角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人及管道組角度調(diào)節(jié)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010658879.4
• 申請(qǐng)日: 2020-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN111889951A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫龍飛;黃正凱;鄧亞宏;徐小平;賀瀟;鄧從蓉;梅勁松;陳珉;徐浩然
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中建三局第二建設(shè)工程有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B23K37/053
• 分類號(hào): B23K37/053;B23K37/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

本發(fā)明涉及角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人及管道組角度調(diào)節(jié)方法，機(jī)器人包括：六軸位移臺(tái)、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、承載小車、電磁鎖、凹型槽、光源、工控機(jī)、顯示屏，其特征在于：六軸位移臺(tái)放在承載小車上，在六軸位移臺(tái)上安裝凹型槽并且在凹型槽底部安裝電磁鐵，在六軸位移臺(tái)的下部安裝一個(gè)短支架，在短支架上安裝一個(gè)線激光視覺模塊，在承載小車上部安裝一個(gè)長(zhǎng)支架，在長(zhǎng)支架上安裝了2D視覺模塊，在2D視覺模塊的左右分別安裝一個(gè)光源，在運(yùn)載小車上安裝工控機(jī)以及顯示屏，工控機(jī)分別與六軸位移臺(tái)、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、顯示屏、光源相連。本發(fā)明可以完成不同管道對(duì)位的不同角度的要求，操作簡(jiǎn)單、效率高、實(shí)用性強(qiáng)、可推廣應(yīng)用性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于建筑工程角度可調(diào)管道對(duì)位裝置，具體涉及一種角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人及管道組角度調(diào)節(jié)方法，應(yīng)用于工程管道裝配領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在工程管道裝配領(lǐng)域，管道對(duì)位、焊接的實(shí)際應(yīng)用的過程中，因管道存在加工誤差，管道靠近不能得到預(yù)期的角度，需要進(jìn)行人工測(cè)量，得到所需的角度。由于管道質(zhì)量較大，通過人工手動(dòng)搬運(yùn)方式進(jìn)行精密對(duì)位，現(xiàn)場(chǎng)人員工作強(qiáng)度大，且操作難度高；工人通過觀察投射的十字激光線，來判斷管道對(duì)位角度是否合格，整個(gè)過程都是通過人眼觀察，并不能做到對(duì)角度的精密控制，產(chǎn)品一致性差。傳統(tǒng)人工方案不能滿足現(xiàn)場(chǎng)需要，針對(duì)此情況特設(shè)計(jì)一種角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人，提高了產(chǎn)品的一致性，提高了生產(chǎn)效率，降低人工成本，降低工作強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服上述存在的工程管道角度對(duì)位需要人工測(cè)量及調(diào)整，工作強(qiáng)度大操作難度高的問題，提供一種角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人及管道組角度調(diào)節(jié)方法，本發(fā)明的角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人適用于不同管道的不同角度需求的對(duì)位，起到快捷、方便、節(jié)約成本，確保施工進(jìn)度及安全的作用。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人，包括：六軸位移臺(tái)、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、承載小車、電磁鎖、凹型槽、光源、工控機(jī)、顯示屏，其特征在于：六軸位移臺(tái)放在承載小車上，在六軸位移臺(tái)上安裝凹型槽并且在凹型槽底部安裝電磁鐵，在六軸位移臺(tái)的下部安裝一個(gè)短支架，在短支架上安裝一個(gè)線激光視覺模塊，在承載小車上部安裝一個(gè)長(zhǎng)支架，在長(zhǎng)支架上安裝了2D視覺模塊，在2D視覺模塊的左右分別安裝一個(gè)光源，在運(yùn)載小車上安裝工控機(jī)以及顯示屏，工控機(jī)分別與六軸位移臺(tái)、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、顯示屏、光源相連。

所述承載小車的方向輪為全向輪，從而能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)方向平移，極大的提高了對(duì)位小車的靈活性；所述的凹型槽，能提高放置管道的便利性以及安全性，所述的電磁鎖，能吸附柱管道，運(yùn)行平穩(wěn)，對(duì)位精度高；將上面所述所有設(shè)備全部集成在運(yùn)載小車上，可以根據(jù)施工場(chǎng)地的不同，可以實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)場(chǎng)，可有效提高本系統(tǒng)的利用率。

利用所述的角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人進(jìn)行管道組角度調(diào)節(jié)方法，以設(shè)備安裝的地面為X-Y坐標(biāo)，高度值為Z坐標(biāo)，其特征在于按以下步驟進(jìn)行：

步驟一.人工推動(dòng)角度可調(diào)管道組對(duì)機(jī)器人，使待對(duì)接的管道A和待對(duì)接的管道B對(duì)位接口盡量靠近，要求：XYZ軸方向間距≤30mm；

步驟二.人工用行吊將待對(duì)接管道A擺放至工作臺(tái)，并固定；

步驟三.人工用行吊將待對(duì)接的管道B擺放至對(duì)位承載小車，通過物理按鍵，打開電磁鎖，將待對(duì)接的管道B固定；

步驟四.通過工控機(jī)的軟件界面，設(shè)置對(duì)管角度、相關(guān)管道參數(shù)，開啟自動(dòng)對(duì)位，在無人工干預(yù)的情況下，工控機(jī)按以下步驟進(jìn)行待對(duì)接管道A 和待對(duì)接管道B的自動(dòng)對(duì)位：

(1)在2D視覺模塊的引導(dǎo)下，工控機(jī)通過多方向的Sobel算子與霍夫直線變換算法來提取兩個(gè)待對(duì)接管道的邊緣，來計(jì)算管道兩個(gè)邊緣分別所成角度的平均值，來確定角度，2D視覺模塊實(shí)時(shí)檢測(cè)管道A和管道B的夾角，控制六軸位移臺(tái)的繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，來控制兩個(gè)管道的對(duì)位角度，以此達(dá)到所需對(duì)位的最佳角度；