本發(fā)明涉及一種基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備和方法。

背景技術(shù)：

在物流領(lǐng)域，在裝載貨物方面最常用到的是集裝箱，集裝箱由波紋板拼接連接，目前，一般通過人工對(duì)集裝箱進(jìn)行焊接拼裝，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境惡劣，且焊接質(zhì)量參差不齊，并且無法實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于以上不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備，其能夠自動(dòng)生成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，并通過數(shù)控模塊控制焊槍進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化焊接，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備，包括：

視覺感應(yīng)模塊，用于獲取焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)；

邏輯運(yùn)算模塊，用于將所述焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)；

數(shù)控模塊，接收所述運(yùn)行軌跡坐標(biāo)并驅(qū)動(dòng)焊接模塊焊接。

所述視覺感應(yīng)模塊包括：

激光掃描單元，用于掃描焊縫并獲取焊縫的特征點(diǎn)；

拍攝單元，用于拍攝所述特征點(diǎn)；

坐標(biāo)生成單元，用于生成所述特征點(diǎn)的坐標(biāo)。

所述焊接模塊包括驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)的x軸向驅(qū)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)的y軸向驅(qū)動(dòng)單元和驅(qū)動(dòng)焊槍沿著z軸向移動(dòng)的z軸向驅(qū)動(dòng)單元。

所述焊接模塊還包括驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)的往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

所述焊接模塊還包括驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明取得了以下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明提供的基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備，能夠?qū)崟r(shí)獲取焊縫的坐標(biāo)，并將焊縫的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，然后通過數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)焊接模塊焊接，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化焊接，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量；

(2)通過x軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，通過y軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)，通過z軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，可以將焊槍驅(qū)動(dòng)到運(yùn)行軌跡坐標(biāo)所在的位置；

(3)通過往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行焊接；

(4)通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)焊接。

本發(fā)明另一方面要解決的技術(shù)問題是提供一種智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接方法，其先自動(dòng)獲取焊縫的特征點(diǎn)坐標(biāo)，然后轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，并通過數(shù)控模塊控制焊槍進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化焊接，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。

為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接方法，包括以下步驟：

(1)視覺感應(yīng)模塊獲取焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)；

(2)邏輯運(yùn)算模塊將所述焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)；

(3)數(shù)控模塊接收邏輯運(yùn)算模塊輸出的焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)并驅(qū)動(dòng)焊接模塊焊接。

所述步驟(1)包括以下步驟：

(11)激光掃描單元掃描焊縫并獲取焊縫的特征點(diǎn)；

(12)拍攝單元拍攝所述特征點(diǎn)；

(13)坐標(biāo)生成單元生成所述特征點(diǎn)的坐標(biāo)。

所述步驟(3)包括以下步驟：

數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)x軸向驅(qū)動(dòng)單元、y軸向驅(qū)動(dòng)單元以及z軸向驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿著運(yùn)行軌跡坐標(biāo)移動(dòng)。

所述步驟(3)包括以下步驟：

數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)。

所述步驟(3)包括以下步驟：數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)。

采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明取得了以下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明提供的智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接方法，能夠?qū)⒛軌驅(qū)崟r(shí)獲取焊縫的坐標(biāo)，并將焊縫的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，然后通過數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)焊接模塊焊接，能夠一邊掃描獲取特征點(diǎn)的坐標(biāo)，一邊生成焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)，實(shí)現(xiàn)同步掃描，同步焊接，最大化提高焊接效率，提高焊接質(zhì)量；

(2)通過x軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，通過y軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)，通過z軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，可以將焊槍驅(qū)動(dòng)到運(yùn)行軌跡坐標(biāo)所在的位置；

(3)通過往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行焊接；

(4)通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)焊接。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備的視覺感應(yīng)模塊的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接方法的步驟圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖2所示，本發(fā)明提供了一種基于智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接設(shè)備，包括：視覺感應(yīng)模塊1、邏輯運(yùn)算模塊2和數(shù)控模塊3，視覺感應(yīng)模塊1用于獲取焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)；邏輯運(yùn)算模塊2用于將所述焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)；數(shù)控模塊3接收邏輯運(yùn)算模塊2輸出的焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)并驅(qū)動(dòng)焊接模塊4焊接。通過視覺感應(yīng)模塊1能夠?qū)崟r(shí)獲取焊縫的坐標(biāo)，并將焊縫的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，然后通過數(shù)控模塊3驅(qū)動(dòng)焊接模塊4焊接，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化焊接，提高了焊接效率和焊接質(zhì)量。

其中，視覺感應(yīng)模塊1包括激光掃描單元11、拍攝單元12和坐標(biāo)生成單元13，激光掃描單元11用于掃描焊縫并獲取焊縫的特征點(diǎn)；拍攝單元12用于拍攝所述特征點(diǎn)；坐標(biāo)生成單元13用于生成所述特征點(diǎn)的坐標(biāo)。

焊接模塊4包括驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)的x軸向驅(qū)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)的y軸向驅(qū)動(dòng)單元和驅(qū)動(dòng)焊槍沿著z軸向移動(dòng)的z軸向驅(qū)動(dòng)單元。焊接模塊4還包括驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)的往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。焊接模塊4還包括驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)的擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元。通過x軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，通過y軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)，通過z軸向驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)，可以將焊槍驅(qū)動(dòng)到運(yùn)行軌跡坐標(biāo)所在的位置；通過往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)進(jìn)行焊接；通過擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元可以驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)焊接。

本發(fā)明還提供了一種智能視覺跟蹤焊縫的自動(dòng)焊接方法，包括以下步驟：

s1視覺感應(yīng)模塊獲取焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)；

此步驟通過視覺傳感器完成，具體包括：

(11)激光掃描單元掃描焊縫并獲取焊縫的特征點(diǎn)；

(12)拍攝單元拍攝所述特征點(diǎn)；

(13)坐標(biāo)生成單元生成所述特征點(diǎn)的坐標(biāo)。

s2邏輯運(yùn)算模塊將所述焊縫的特征點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)，通過事先將焊槍軌跡坐標(biāo)與焊縫軌跡坐標(biāo)的差值輸入邏輯運(yùn)算模塊，邏輯運(yùn)算模塊可以根據(jù)視覺傳感器掃描得到的焊縫的特征點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算出焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)；

s3數(shù)控模塊接收邏輯運(yùn)算模塊輸出的焊槍的運(yùn)行軌跡坐標(biāo)并驅(qū)動(dòng)焊接模塊焊接；

所述步驟s3具體包括以下步驟：數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)x軸向驅(qū)動(dòng)單元、y軸向驅(qū)動(dòng)單元以及z軸向驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿著運(yùn)行軌跡坐標(biāo)移動(dòng)。具體為數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)x軸向驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿著x軸向移動(dòng)；數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)y軸向驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿著y軸向移動(dòng)；數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)z軸向驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿著z軸向移動(dòng)?？梢詫⒑笜岒?qū)動(dòng)到運(yùn)行軌跡坐標(biāo)所在的位置；可以將焊槍驅(qū)動(dòng)到運(yùn)行軌跡坐標(biāo)所在的位置；

所述步驟s3還包括以下步驟：數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍沿x軸向往復(fù)移動(dòng)，以及數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)焊槍擺動(dòng)。如果數(shù)控模塊讀到后水平位間隙值大于2，需要往復(fù)移動(dòng)焊接，則驅(qū)動(dòng)往復(fù)移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元使得焊槍來回運(yùn)動(dòng)，如果數(shù)控模塊讀到姿態(tài)角狀態(tài)信號(hào)，需要將焊槍偏轉(zhuǎn)一定角度進(jìn)行焊接，數(shù)控模塊驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定角度。

通過上述焊接方法可以做到一邊掃描獲取特征點(diǎn)的坐標(biāo)，一邊生成焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)，這樣就可以實(shí)現(xiàn)同步掃描，同步焊接，最大化提高焊接效率。

最后應(yīng)說明的是：以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。