[發明專利]一種適用于平板對接焊縫的焊縫識別裝置及識別方法

有效

• 申請號: 202210654978.4
• 申請日: 2022-06-10
• 公開（公告）號: CN114850741B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 靳慧;鄭子健;邱福祥;焦海涵;蔣朗坤;羅琴麗;周軍紅;董凱;陳小飛;李照眾
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 許小莉

本發明公開了一種適用于平板對接焊縫的焊縫識別裝置及識別方法，焊縫識別裝置包括滑動裝置和調節裝置，滑動裝置的端頭設有驅動裝置，后側面設置有固定裝置，頂部設置有水平調節器和工控機。調節裝置的端頭設置有固定裝置，固定裝置用來固定用于識別的工業相機和激光筆。識別方法針對當前FCM聚類算法分割易陷入局部最優的局限，通過結合黏菌群智能算法尋找聚類中心優化FCM聚類算法，明顯改善了圖像質量，圖像邊緣區域的細節和輪廓清晰。本發明可適用于不同焊縫長度的平板，適應性強；現場安裝迅速，識別時裝置運行的穩定性好，識別方法識別速度快，可靠性和魯棒性好，精度高，大大提高了施工現場的焊縫識別效率。

技術領域

本發明涉及焊縫識別技術領域，尤其涉及一種適用于平板對接焊縫的焊縫識別裝置及識別方法。

背景技術

隨著現代制造業的迅速發展和建筑工業化的推動，人們對焊縫焊接過程中的生產效率和質量控制的要求越來越高。傳統的焊接方式使得焊接質量對工人的技術熟練程度依賴性較大，同時施工質量較差。焊接機器人的引入實現了焊接技術的智能化、焊接過程的自動化，提高了焊接效率，改善了工作環境，基于視覺傳感的機器人自動化焊接工藝成為了行業的未來發展趨勢。

影響自動化焊接工藝質量的最重要因素就是對焊縫的跟蹤識別，跟蹤識別能力越強，焊接的自動化水平也就越高。但焊縫跟蹤識別技術在實際操作過程中往往存在識別偏差較大，無法自主抓取焊縫位置等缺點。用于焊縫位置識別的傳感器主要有接觸傳感器、電弧傳感器、電磁傳感器、超聲波傳感器以及視覺傳感器。其中，視覺傳感器具有信息量豐富、靈敏度和測量精度高以及與工件無接觸等優點，目前國內外較多采用線性激光作為輔助光源的視覺傳感方式。

同時，在自動焊接時，受到工件的加工與裝配誤差，以及因熱變形所引起的焊縫尺寸變化的影響，配套的焊縫識別裝置也需要能夠適應多種焊板尺寸，根據施工需要實時調節，并及時反饋各種焊縫參數。

因此施工現場急需一種安裝快捷，安裝后裝置穩定性好，識別精度和效率高，能夠適應不同平板焊縫尺寸及多種工況的焊縫識別裝置及識別方法。

發明內容

發明目的：實現施工現場平板焊縫的快速高效識別，并要求裝置具有較好的穩定性和較少的安裝準備時間。為此提出了一種適用于平板對接焊縫的焊縫識別裝置及識別方法，用來實現平板對接焊縫幾何參數的識別。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種適用于平板對接焊縫的焊縫識別裝置，其特征在于：所述焊縫識別裝置包括滑動裝置，所述滑動裝置上通過一個滑動塊連接調節裝置，滑動裝置的端頭設有用于驅動所述滑動塊的驅動裝置，所述滑動裝置的側面設置有用于與待識別工件連接的固定裝置，所述滑動裝置的頂部設置有水平調節器和工控機，所述調節裝置的端頭設置有夾持裝置，所述夾持裝置將工業相機和激光筆夾持。

所述滑動裝置包括轉動輥、滑動塊、滑動槽、安裝槽，所述轉動輥穿過滑動塊中間的圓孔并通過二者接觸面的螺紋相互咬合；所述滑動塊的上下表面還分別設置有固定在滑動槽上下部的凹槽內的T型鋼片，所述滑動槽的上表面還設置有固定工控機的安裝槽，以及水平調節器。

所述驅動裝置包括主動輪、從動輪、轉動軸、固定軸，所述主動輪安裝在轉動軸上并與轉動軸固定連接，所述從動輪可轉動地安裝在所述固定軸上，所述從動輪與所述轉動輥固定連接，從動輪與主動輪相互嚙合，主動輪在所述轉動軸的帶動下帶動從動輪轉動，并進一步帶動轉動輥轉動；轉動軸與固定軸的另一端都與滑動槽的端面連接固定。

所述調節裝置包括固定臂、垂直調節臂、水平調節臂、連接頭一、連接頭二、頂緊螺栓，所述固定臂為一垂直固定于滑動塊外側面的T型鋼臂，所述垂直調節臂、水平調節臂均為側面設有刻度的工字型臂，所述連接頭一和連接頭二均為側面開口的空心矩形套筒，固定臂和垂直調節臂的端頭分別固定連接頭一和連接頭二，所述垂直調節臂和水平調節臂分別從連接頭一和連接頭二的套筒中穿過并可沿套筒方向移動，連接頭一和連接頭二的側面還設置有頂緊螺栓。