本發(fā)明涉及一種基于焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的激光定位技術(shù)，特別是涉及用激光視覺(jué)傳感器標(biāo)記超聲波沖擊鉆頭所在位置的技術(shù)。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代焊接工程中，已有焊后焊縫追蹤處理機(jī)器人大多局限于二維平面，在x-y平面內(nèi)依靠機(jī)器視覺(jué)模塊對(duì)超聲波沖擊槍位置進(jìn)行定位，完成焊縫追蹤，進(jìn)行應(yīng)力處理。在三維焊后焊縫應(yīng)力處理系統(tǒng)中，超聲波沖擊槍的運(yùn)動(dòng)范圍從二維平面擴(kuò)大到三維空間，在三維旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，僅依靠雙攝像頭模塊無(wú)法完全檢測(cè)超聲波沖擊槍所在位置，進(jìn)而無(wú)法準(zhǔn)確采集到超聲波沖擊槍所在位置的焊縫信息，靈活性差、使用范圍小，因而依靠雙攝像頭模塊的定位系統(tǒng)存在著缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)雙攝像頭定位系統(tǒng)靈活性差、使用范圍小等缺陷，本發(fā)明提供一種基于焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的激光定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在三維空間內(nèi)準(zhǔn)確提取超聲波沖擊槍所在位置，從而達(dá)到精確焊后焊縫應(yīng)力處理的功能。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種基于焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的激光定位裝置，其特征是：包括車(chē)體，車(chē)體有前輪、后輪，前輪為驅(qū)動(dòng)輪；車(chē)體上設(shè)置十字滑塊，十字滑塊的絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)十字滑塊，實(shí)現(xiàn)超聲波沖擊槍在x-y平面內(nèi)快速移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用舵機(jī)和l型支架，通過(guò)l型支架將舵機(jī)固定在十字滑塊上，將超聲波沖擊槍固定在舵機(jī)的機(jī)座上，由旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍在z軸移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的運(yùn)動(dòng)；

在后輪上方延伸出的不銹鋼板上，設(shè)置兩個(gè)攝像頭，兩個(gè)攝像頭均有存儲(chǔ)器來(lái)緩沖數(shù)據(jù)，與超聲波沖擊槍在同一平面；其中第一個(gè)攝像頭朝向超聲波沖擊槍方向，與水平面成45度夾角向下；第二個(gè)攝像頭與超聲波沖擊槍反向，且與水平面重合，用于拍攝超聲波沖擊槍處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，將信息發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征；

另設(shè)有激光視覺(jué)傳感器，激光視覺(jué)傳感器與超聲波沖擊槍的相對(duì)位置確定，不隨十字滑塊的運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變，根據(jù)激光視覺(jué)傳感器標(biāo)記超聲波沖擊槍以引導(dǎo)準(zhǔn)確定位，使所述兩個(gè)攝像頭能準(zhǔn)確采集超聲波沖擊槍在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)所對(duì)應(yīng)焊縫的圖像信息。

超聲波沖擊槍根據(jù)焊縫位置，自動(dòng)調(diào)節(jié)超聲波沖擊槍位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫和焊趾自動(dòng)沖擊以及消除應(yīng)力。

本發(fā)明有效地解決了超聲波沖擊槍在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)僅依靠雙攝像頭模塊無(wú)法完全檢測(cè)沖擊槍所在位置以及所在位置的焊縫信息的缺陷。實(shí)現(xiàn)在三維空間內(nèi)準(zhǔn)確提取超聲波沖擊槍所在位置，從而達(dá)到精確焊后焊縫應(yīng)力處理的功能。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明裝置的主視圖；

圖2為本發(fā)明裝置的俯視圖；

圖3為本發(fā)明裝置的左視圖。

具體實(shí)施方式

一種基于焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的激光定位裝置，其特征是：包括車(chē)體，車(chē)體有前輪（驅(qū)動(dòng)輪）13、后輪，還包括機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，十字滑塊3，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，激光視覺(jué)追蹤裝置；所述機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2、6；所述旋轉(zhuǎn)裝置采用舵機(jī)5和l型支架，通過(guò)絲桿4將舵機(jī)5固定在十字滑塊3上，為超聲波沖擊槍7提供了三維的運(yùn)動(dòng)空間；所述激光視覺(jué)追蹤裝置由兩個(gè)攝像頭14、16、激光視覺(jué)傳感器8構(gòu)成；激光視覺(jué)追蹤裝置協(xié)調(diào)配合焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)激光對(duì)超聲波沖擊槍在三維空間內(nèi)的精準(zhǔn)定位。

如圖2所示，十字滑塊3的絲桿4通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2、6連接，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2、6驅(qū)動(dòng)十字滑塊3，實(shí)現(xiàn)超聲波沖擊槍7在x-y平面內(nèi)快速移動(dòng)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用舵機(jī)5和l型支架，通過(guò)支架將舵機(jī)5固定在十字滑塊3上，將超聲波沖擊槍7固定在舵機(jī)5的機(jī)座上，由旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍7在z軸移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的運(yùn)動(dòng)。

如圖3所示，激光視覺(jué)傳感器8與超聲波沖擊槍7的相對(duì)位置確定，不隨十字滑塊3的運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變，并且激光照射不受煙霧或照明等不良工況影響，可以根據(jù)激光視覺(jué)傳感器8標(biāo)記超聲波沖擊槍以引導(dǎo)準(zhǔn)確定位，使攝像頭14、16能準(zhǔn)確采集超聲波沖擊槍7在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí)所對(duì)應(yīng)焊縫的圖像信息；兩個(gè)攝像頭14、16均有存儲(chǔ)器來(lái)緩沖數(shù)據(jù)，與超聲波沖擊槍7在同一平面，固定在后輪上方延伸出的20cm不銹鋼板上，第一個(gè)攝像頭14朝向超聲波沖擊槍方向，與水平面成45度夾角向下；第二個(gè)攝像頭16與超聲波沖擊槍7反向，且與水平面重合，用于拍攝超聲波沖擊槍7處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，將信息發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征。

如圖1、2所示，超聲波沖擊槍7，其特征在于：超聲波沖擊槍7可根據(jù)焊縫位置，自動(dòng)調(diào)節(jié)超聲波沖擊槍7位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫和焊趾自動(dòng)沖擊以及消除應(yīng)力；超聲波沖擊槍配置激光視覺(jué)傳感器來(lái)準(zhǔn)確標(biāo)記超聲波沖擊槍所在位置。

所述攝像頭14，16還可以是固定于后輪上方延伸出的20cm不銹鋼板上、由步進(jìn)電機(jī)11、12通過(guò)絲桿10驅(qū)動(dòng)的鉸鏈結(jié)構(gòu)上，鉸鏈結(jié)構(gòu)由裝置9、15組成，從而可以控制攝像頭拍攝角度；

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、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)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于焊后焊縫三維跟蹤及應(yīng)力處理機(jī)器人的激光定位裝置，包括車(chē)體，車(chē)體有前輪、后輪，前輪為驅(qū)動(dòng)輪；還包括機(jī)器人驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，十字滑塊，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，激光視覺(jué)追蹤裝置；車(chē)體上設(shè)置十字滑塊，十字滑塊的絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)十字滑塊，實(shí)現(xiàn)超聲波沖擊槍在X?Y平面內(nèi)快速移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)采用舵機(jī)和L型支架，通過(guò)L型支架將舵機(jī)固定在十字滑塊上，將超聲波沖擊槍固定在舵機(jī)的機(jī)座上，由旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍在Z軸移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在三維空間內(nèi)準(zhǔn)確提取超聲波沖擊槍所在位置，從而達(dá)到精確焊后焊縫應(yīng)力處理的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：田肖杰;華亮;任曉琳;李鵬飛;趙輝;籍美琴;陸燕娟;黃書(shū)嫻;王嘉怡;宋狄
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.08
技術(shù)公布日：2017.09.22