一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，具體是一種能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)待焊接板材的形狀特征自動(dòng)確定焊接路線和進(jìn)給速度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電弧焊是一種使用大電流來熔化和熔合可消耗金屬到基體金屬上的接合工藝?；『讣捌渌南嚓P(guān)工藝廣泛用于交通運(yùn)輸、建筑和工業(yè)設(shè)備制造領(lǐng)域。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，傳統(tǒng)的手工電弧焊已逐漸被自動(dòng)焊接機(jī)械手代替。然而，自動(dòng)焊接機(jī)械手根據(jù)已有的程序自動(dòng)焊接，并不能像人工焊接一樣根據(jù)每一塊板材的實(shí)際情況做出適當(dāng)調(diào)整，導(dǎo)致焊縫質(zhì)量參差不齊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，它可以在待焊接的兩塊平面板材之間計(jì)算出最佳的焊接路徑及焊接路徑上各點(diǎn)處的進(jìn)給速度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0005]—種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，包括自動(dòng)焊接機(jī)械手、十字線激光發(fā)射器、攝像頭以及數(shù)據(jù)處理模塊，十字線激光發(fā)射器安裝在自動(dòng)焊接機(jī)械手上設(shè)置焊接頭的位置處，十字線激光發(fā)射器的激光線發(fā)射方向與焊接頭的方向一致，攝像頭安裝在十字線激光發(fā)射器一旁，用于接收反射的激光線圖像信號(hào)，攝像頭通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，自動(dòng)焊接機(jī)械手通過控制數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具備的有益效果:
[0006]本發(fā)明在焊接前對(duì)兩塊待焊接的板材連接處的軌跡和縫隙寬度進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)結(jié)果用于指導(dǎo)焊接。通過該裝置的自動(dòng)尋道功能，根據(jù)板材的形狀特征以確定焊接的路徑和進(jìn)給速度等參數(shù)，可以提高焊縫質(zhì)量，減少焊接處的氣孔、虛焊等現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明所述的一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手的工作示意圖。
[0008]圖2為十字線激光投射在焊接板材A和焊接板材B上的示意圖。
[0009]圖中，1、自動(dòng)焊接機(jī)械手;2、焊接頭或者十字線激光發(fā)射器;3、攝像頭;4、十字激光線;5、焊接板材A ； 6、焊接板材B ； 7、焊縫。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[0011]實(shí)施例1
[0012]—種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，包括自動(dòng)焊接機(jī)械手1、十字線激光發(fā)射器2、攝像頭3以及數(shù)據(jù)處理模塊，十字線激光發(fā)射器2安裝在自動(dòng)焊接機(jī)械手I上設(shè)置焊接頭2的位置處，十字線激光發(fā)射器2的激光線發(fā)射方向與焊接頭2的方向一致，攝像頭3安裝在十字線激光發(fā)射器2—旁，用于接收反射的激光線圖像信號(hào)，攝像頭3通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，自動(dòng)焊接機(jī)械手I通過控制數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
[0013]工作原理
[0014]在焊接前，將自動(dòng)焊接機(jī)械手I的焊接頭2卸下，將十字線激光發(fā)射器2安裝在自動(dòng)焊接機(jī)械手I上設(shè)置焊接頭2的位置處，十字線激光發(fā)射器2的激光線發(fā)射方向與焊接頭2的方向一致。十字線激光發(fā)射器2發(fā)射出的激光為兩條正交的線段。
[0015]將十字線激光發(fā)射器2發(fā)射出的十字激光線4的交點(diǎn)移動(dòng)到焊縫7的起點(diǎn)位置，并使焊縫7的切線方向與十字激光線4的一條邊重合，十字激光線4經(jīng)過板材反射后，激光線圖像信號(hào)被攝像頭3接收。攝像頭3將圖像信號(hào)經(jīng)過圖像數(shù)據(jù)傳輸線傳遞給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行分析處理。
[0016]由于投射在兩塊板材之間焊縫7處的激光不能被垂直反射到攝像頭3上，因此，只有投射在兩塊板材上的激光線發(fā)生反射，并且投射在兩塊板材上的激光線被焊縫7分割成兩條直線段，這兩條直線段共線且垂直于焊縫7方向。數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)反射回來的激光線計(jì)算這兩條直線段中間斷開處的長(zhǎng)度，即可得到在該點(diǎn)處焊縫7的寬度，再依據(jù)焊縫7的寬度計(jì)算該點(diǎn)處的焊接頭2的最佳前進(jìn)速度。對(duì)于焊縫7寬的地方，焊接頭2的前進(jìn)速度適當(dāng)調(diào)低，以保證焊縫7質(zhì)量;對(duì)于焊縫7窄的地方，焊接頭2的前進(jìn)速度適當(dāng)提高。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊控制自動(dòng)焊接機(jī)械手I沿著焊縫7向前移動(dòng)，當(dāng)圖像上出現(xiàn)三條直線段時(shí)，說明焊接路線的前方出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，自動(dòng)焊接機(jī)械手I的移動(dòng)方向準(zhǔn)備做相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)圖像上僅僅剩下出現(xiàn)兩條互相垂直的直線段時(shí)，說明到達(dá)轉(zhuǎn)向點(diǎn)，自動(dòng)焊接機(jī)械手I應(yīng)該朝向剛剛消失的一條直線段所在方向移動(dòng)。當(dāng)十字激光線4完全沒有反射圖像時(shí)，說明已經(jīng)離開所焊接板材，到達(dá)焊縫7終點(diǎn)，停止尋道。按照上述原理，數(shù)據(jù)處理模塊獲取焊縫7的路徑以及焊縫7路徑上各個(gè)位置的寬度，并計(jì)算出路徑各點(diǎn)處的最佳前進(jìn)速度。
[0017]最后，將自動(dòng)焊接機(jī)械手I上的十字線激光發(fā)射器2和攝像頭3卸下，換上焊接頭2，數(shù)據(jù)處理模塊按照尋道獲取的最佳路徑和速度控制焊接頭2開始焊接作業(yè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，其特征在于，包括自動(dòng)焊接機(jī)械手、十字線激光發(fā)射器、攝像頭以及數(shù)據(jù)處理模塊，十字線激光發(fā)射器安裝在自動(dòng)焊接機(jī)械手上設(shè)置焊接頭的位置處，十字線激光發(fā)射器的激光線發(fā)射方向與焊接頭的方向一致，攝像頭安裝在十字線激光發(fā)射器一旁，用于接收反射的激光線圖像信號(hào)，攝像頭通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，自動(dòng)焊接機(jī)械手通過控制數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
【專利摘要】一種自動(dòng)尋道的平面焊接機(jī)械手，包括自動(dòng)焊接機(jī)械手、十字線激光發(fā)射器、攝像頭以及數(shù)據(jù)處理模塊，十字線激光發(fā)射器安裝在自動(dòng)焊接機(jī)械手上設(shè)置焊接頭的位置處，十字線激光發(fā)射器的激光線發(fā)射方向與焊接頭的方向一致，攝像頭安裝在十字線激光發(fā)射器一旁，用于接收反射的激光線圖像信號(hào)，攝像頭通過圖像數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接，自動(dòng)焊接機(jī)械手通過控制數(shù)據(jù)傳輸線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。本發(fā)明在焊接前對(duì)兩塊待焊接的板材連接處的軌跡和縫隙寬度進(jìn)行探測(cè)，并將探測(cè)結(jié)果用于指導(dǎo)焊接。通過該裝置的自動(dòng)尋道功能，根據(jù)板材的形狀特征以確定焊接的路徑和進(jìn)給速度等參數(shù)，可以提高焊縫質(zhì)量，減少焊接處的氣孔、虛焊等現(xiàn)象。
【IPC分類】B23K37/00, B23K37/02
【公開號(hào)】CN105499865
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610043727
【發(fā)明人】賀德強(qiáng), 張 煥, 苗劍, 鄧建新, 李先旺
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日