本發(fā)明涉及焊接，尤其涉及一種焊接修正系統(tǒng)。

背景技術：

1、在焊接技術領域中，自動化焊接技術是指通過控制焊接過程中的各種參數(shù)，實現(xiàn)焊接工序自動化，其可以減輕勞動強度、改善勞動條件，精確的路徑規(guī)劃和焊接質量控制是實現(xiàn)高效、高質量焊接的關鍵。

2、傳統(tǒng)焊接系統(tǒng)通常依賴于預設的路徑和有限的反饋調整機制，導致在面對復雜或動態(tài)變化的焊接環(huán)境時（例如將鍋爐與管道焊接，或是將鍋爐與吊裝配件進行焊接時，焊接的效果直接影響鍋爐的整體強度，所以需要較高的焊接精度），難以保證焊接的一致性和精度，此外，現(xiàn)有系統(tǒng)在焊接過程中對誤差的識別和修正能力有限，往往需要人工干預，這不僅增加了成本，也降低了生產效率。

3、綜上所知，現(xiàn)有技術在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進，針對上述問題提出一種焊接修正系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種焊接修正系統(tǒng)，其通過視覺模塊配合監(jiān)測自動焊接的實時狀態(tài)并進行修復，提供了一種焊接修正系統(tǒng)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焊接修正系統(tǒng)，包括視覺模塊，所述視覺模塊包括攝像頭，所述視覺模塊用于對待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進行識別。

3、中控模塊，用于接收視覺模塊的輸入的圖像，所述中控模塊包括用于對數(shù)據(jù)和程序進行運算的計算單元，用于對數(shù)據(jù)進行存儲的存儲單元，以及對數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)耐ㄐ艈卧?/p>

4、焊接模塊，所述焊接模塊包括在待焊接區(qū)域進行焊接的焊接設備，所述焊接設備的一端連接到移動模塊中的機械臂。

5、移動模塊，所述移動模塊用于給焊接模塊提供三維度的移動位移，所述移動模塊包括使焊接模塊進行位移的三自由度的機械臂，所述機械臂包括若干連桿。

6、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述焊接修正系統(tǒng)使用步驟如下：

7、s1，中控模塊接收焊接路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，焊接模塊接收中控模塊計算得到的坐標數(shù)據(jù)。

8、s2，焊接模塊根據(jù)坐標數(shù)據(jù)得到焊接機械臂的實際坐標及焊接機械臂的相對旋轉角度。

9、s3，視覺模塊采集焊接路徑上的焊接圖像，對焊接圖像進行特征識別并判定路徑區(qū)域內的焊接成功率以及焊接問題點。

10、s4，中控模塊給焊接模塊傳輸焊接問題點的相對位置坐標，焊接模塊針對焊接問題點進行二次修正焊接。

11、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述視覺模塊對待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進行拍攝，所述中控模塊獲取待焊接區(qū)域g1和焊接區(qū)域g2的圖像img_1，img_2。

12、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述圖像img_2進行預處理得到焊接通過區(qū)域g20和焊接缺陷區(qū)域g21寬度wi、面積si和形狀ki對焊接缺陷區(qū)域劃分等級，設置初始值為w0，s0，k0，對識別到的焊接缺陷區(qū)域進行等級判斷，設缺陷等級為，對缺陷等級進行累加得到周期t內的焊接區(qū)域的總缺陷等級，。

13、若總缺陷等級，不對焊接區(qū)域進行處理。

14、若總缺陷等級，調用移動模塊對焊接區(qū)域進行補焊。

15、若總缺陷等級，對焊接模塊進行停機處理，并檢查系統(tǒng)視覺模塊調節(jié)初始值。

16、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述機械臂的基坐標系為o，焊接模塊的坐標系為e，所述機械臂的三個關節(jié)角度分別為θ1,θ2,θ3，所述焊接模塊中焊槍的位置p設為p=[xi,yi,zi]，d1,d2,d3為機械臂各個連桿的長度，xi,yi,zi為焊槍在三維空間中的坐標。

17、

18、

19、

20、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述位置p的計算關節(jié)角度θ1,θ2,θ3，三自由度機械臂的旋轉角度為：

21、。

22、，。

23、。

24、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述機械臂的運動學模型用齊次變換矩陣表示，每個關節(jié)的變換可以表示為，其中是旋轉矩陣，每個變化向量為。

25、本發(fā)明提供了一種焊接修正系統(tǒng)，其有益效果為：

26、通過外部輸入規(guī)劃出焊接路線，通過集成的運動學算法和關節(jié)空間插值技術，系統(tǒng)能夠精確計算并規(guī)劃機械臂達到每個焊點的路徑，提高了焊接精度；

27、系統(tǒng)上設置的視覺模塊在單位時間內拍攝已焊接圖像，并將焊接后的圖像繼續(xù)進行識別并監(jiān)測焊接狀態(tài)，確保焊接過程的實時監(jiān)控和質量控制；

28、中控模塊對視覺模塊監(jiān)測到的焊接偏差進行分析，并調整焊接參數(shù)和機械臂路徑，實現(xiàn)智能誤差修正，減少了人工干預和生產中的停機時間。

技術特征：

1.一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接修正系統(tǒng)使用步驟如下：

3.根據(jù)權利要求2所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺模塊對待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進行拍攝，所述中控模塊獲取待焊接區(qū)域g1和焊接區(qū)域g2的圖像img_1，img_2。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像img_2進行預處理得到焊接通過區(qū)域g20和焊接缺陷區(qū)域g21寬度wi、面積si和形狀ki對焊接缺陷區(qū)域劃分等級，設置初始值為w0，s0，k0，對識別到的焊接缺陷區(qū)域進行等級判斷，設缺陷等級為，對缺陷等級進行累加得到周期t內的焊接區(qū)域的總缺陷等級，；

5.根據(jù)權利要求2所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述機械臂的基坐標系為o，焊接模塊的坐標系為e，所述機械臂的三個關節(jié)角度分別為θ1,θ2,θ3，所述焊接模塊中焊槍的位置p設為p=[xi,yi,zi]，d1,d2,d3為機械臂各個連桿的長度；

6.根據(jù)權利要求5所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述位置p的計算關節(jié)角度θ1,θ2,θ3，三自由度機械臂的旋轉角度為，

7.根據(jù)權利要求6所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述機械臂的運動學模型用齊次變換矩陣表示，每個關節(jié)的變換可以表示為，其中是旋轉矩陣，每個變化向量為。

技術總結
本發(fā)明適用于焊接技術領域，提供了一種焊接修正系統(tǒng)，包括集成視覺模塊、中控模塊、焊接模塊和移動模塊，實現(xiàn)高精度焊，視覺模塊識別焊接區(qū)域，中控模塊處理數(shù)據(jù)并指導焊接模塊進行焊接，移動模塊提供三維位移，系統(tǒng)通過采集圖像、特征識別、判定焊接質量并進行修正，利用逆運動學算法精確規(guī)劃機械臂路徑，借此，本發(fā)明能夠實時監(jiān)控焊接狀態(tài)，智能修正誤差，減少人工干預和停機時間，從而提高焊接質量和生產效率，適用范圍廣，焊接效率高。

技術研發(fā)人員：李秀華,馮來健,王聞瓏,王海亮,劉玉彬,李忠德
受保護的技術使用者：山東思科力健身器材股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19