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CN104741739A - 一种焊接机器人定位纠偏系统 - Google Patents

一种焊接机器人定位纠偏系统 Download PDF

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CN104741739A
CN104741739A CN201310739008.5A CN201310739008A CN104741739A CN 104741739 A CN104741739 A CN 104741739A CN 201310739008 A CN201310739008 A CN 201310739008A CN 104741739 A CN104741739 A CN 104741739A
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China
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welding
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laser range
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CN201310739008.5A
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English (en)
Inventor
李福清
张军
李国伟
李建山
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Tangshan Great Wall Welder Factory Co Ltd
Original Assignee
Tangshan Great Wall Welder Factory Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • B23K9/127—Means for tracking lines during arc welding or cutting
    • B23K9/1272—Geometry oriented, e.g. beam optical trading
    • B23K9/1274—Using non-contact, optical means, e.g. laser means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Manipulator (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种具有自动纠正焊枪偏差位置的焊接机器人视觉系统。首个工件焊接之前，通过激光测距传感器对焊接平面与视觉平面进行平行测量，从而调整视觉平面的位置使之与焊接平面平行，而后通过工业相机获取工件的摆放位置，并对首个工件进行精准人工示教。之后的相同工件焊接，通过工业相机拍摄图像所获取的偏差信息调整焊枪位置，解决了由于工件摆放偏差导致的原示教程序无法使用的问题，避免了反复示教，很大程度上提高了工作效率。

Description

一种焊接机器人定位纠偏系统
技术领域
本发明涉及焊接机器人领域，通过视觉纠偏技术自动调整焊枪的位置。
背景技术
现有的焊接机器人一般不具有根据焊件位置偏差调整原焊接程序的功能，在焊接过程中如果前后相同的焊件在摆放过程中发生位置的变动，或因夹具不精确造成位置偏差，原焊接路径程序就无法使用，严重影响工作效率。
在工件位置发生变动的情况下，传统的焊接机器人不具有自动纠正焊接位置的功能，当发现工件位置变动之后一般通过两种方式来调整，方法一为通过重新示教，获取机器人正确示教点，方法二为手工调整焊件的位置。上述两种通过人力调整焊接位置偏差的方法存在很大弊端，不但浪费人力物力，而且影响焊接工作效率。
本发明通过视觉纠偏系统，在机器人进行重复性焊接工作前，对工件的位置进行判断，确定出工件位置偏差信息并进行相应的焊前调整，之后再进行焊接。通过这种方式可以极大的提高工作效率，保证焊接精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是当后续焊接工件位置与原示教点的位置发生偏差时，可以自动调整焊枪位置以适应工件摆放的偏差。
本发明的技术方案如下：主要的硬件系统包括激光测距传感器、工业相机、AD模块、工业控制计算机、焊接机器人及其控制柜和示教盒。首个工件焊接之前，通过激光测距传感器对焊接平面与视觉平面进行平行测量，从而调整视觉平面的位置使之与焊接平面平行，而后通过工业相机获取工件的摆放位置，并对首个工件进行精准人工示教。后续相同工件的焊接，通过工业相机拍摄图像所获取的偏差信息，机器人自动调整焊枪位置。
本发明的优点在于可以自动纠正重复焊接工作中工件位置的偏差，提高焊缝的准确度和工作效率，缩短工作周期。同时，本发明通过激光测距传感器对工业相机的拍摄平面进行调整，提高拍摄质量，使所获取的工件位置更加精确。
附图说明
图1是发明的整体示意图
1 工业控制计算机
2 AD模块
3 机器人
4 机器人控制柜
5 示教盒
6 激光测距传感器
7 工业相机
8 焊接工件
9 焊机
图2是工业相机的拍摄平面与焊接平面示意图
具体实施方式
下面结合附图对使用新型技术方案做进一步具体说明。
首先，将需要焊接的工件摆放在工装夹具上，通过3机器人手臂末端上安装的6激光测距传感器在原始拍摄平面上移动三个不共线的点，并分别测出三点到焊接平面的空间距离；所获取的电流信号通过2AD模块转换成数字信号，传送到1工业控制计算机；计算机软件部分根据所得信息分析上下平面平行情况，并将摄像平面需要纠正的数据传送至4机器人控制柜，通过控制柜调整机器人手臂末端，使7工业相机的拍摄平面与焊接平面平行。通过7工业相机对工件平面拍照，并将图像发送至1工业控制计算机，软件分析提取特征信息并保存为模板信息。
之后，通过5示教盒对工件焊接路径示教，获取关键焊接位置的示教点信息，并执行首个工件的焊接。
下一个待焊工件安放于夹具上之后，重复激光测距传感器对拍摄平面进行调整的步骤。之后通过工业相机对新工件进行拍照，将所获取的数据传送至工业控制计算机并与工件模板图像进行特征匹配，对比得出第二件工件的摆放位置比较首个工件位置的偏差信息，之后将矫正控制信息发送到控制柜，纠正焊枪位置与焊接路径偏移，并开始后续重复性焊接工作。

Claims (3)

1.具有自动纠正焊枪位置功能的视觉纠偏机器人系统，包括激光测距传感器、工业相机、AD模块、工业控制计算机、焊接机器人及其控制柜与示教盒，其特征在于根据前后焊接工件摆放位置的偏差而调整焊枪的位置，避免重复示教。
2.根据权利要求1所述的激光测距传感器，其特征在于通过激光测距传感器所测不共线三点的距离信息，对工业相机的拍摄平面进行调整，使之与焊接平面平行。
3.根据权利要求1和权利要求2所述的工业相机，其特征在于通过视觉系统经图像处理返回的偏差信号，对焊枪的位置进行调整。
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