基于视觉定位的自动化焊接方法及焊接机器人与流程

    专利查询2026-02-17  12


    本发明涉及机器人,特别涉及一种基于视觉定位的自动化焊接方法及焊接机器人。


    背景技术:

    1、随着产业结构的不断调整与转型升级,以机器人为代表的智能化设备行业发展迅速,已成为新时期科技创新的一个重要标杆;焊接机器人作为焊接行业中的新型设备代替人工进行焊接工作,视觉定位作为工业机器人中较为重要的一项技术,能够使得焊接机器人自主寻找工件进行焊接工作。

    2、cn112222692b公开了一种基于视觉系统的焊接机器人用定位装置,包括焊头,撑盘,锥盘,外护罩;所述焊头的中间位置固定安装有连接块,且连接块上分别设有螺纹孔与导向孔,所述螺纹孔内通过螺纹啮合并穿插有螺纹杆,导向孔内活动穿插有导向杆,且螺纹杆与导向杆的两端分别连接在立架上,所述螺纹杆的一端还与驱动电机传动连接,所述撑盘的一端与连接块固定连接,且撑盘的底端通过两组撑杆支撑,所述撑杆分别固定连接在支撑套的外侧,且支撑套固定卡装在焊头的前端,所述撑盘的中间还设有内孔,内孔的顶端设有立筒,所述立筒的外壁上通过螺栓连接有三组视觉定位装置,且立筒的内部顶端还镶嵌有吸风扇,所述撑盘上还设有卡圈,卡圈的内径大于立筒的外径,所述外护罩的内侧与立筒的顶端连接,顶孔设在外护罩的顶部并与立筒连通,所述锥盘通过螺栓密封连接在撑盘的底侧端。

    3、在现有技术中,焊接机器人在工作时每加工一种工件均需要进行复杂的识别以及焊接路径的规划,特别是在长时间焊接相同的工件时,每次焊接均需要重新规划焊接路线,增加了系统的计算量,影响焊接效率;同时目前的焊接机器人为了防止焊接的烟灰会影响视觉定位装置造成影响,导致视觉定位转装置采集到的图像模糊不清,同时还会污染工作环境,目前会设置一个固定的吸烟装置对烟灰进行吸取,但目前的吸烟装置体积较大增加机器人的负载,安装拆卸不便,且无法根据不同的使用场景进行适当的调整。


    技术实现思路

    1、在现有技术中,焊接机器人在工作时每加工一种工件均需要进行复杂的识别以及焊接路径的规划,特别是在长时间焊接相同的工件时,每次焊接均需要重新规划焊接路线,增加了系统的计算量,影响焊接效率;同时目前的焊接机器人为了防止焊接的烟灰会影响视觉定位装置造成影响,导致视觉定位转装置采集到的图像模糊不清,同时还会污染工作环境,目前会设置一个固定的吸烟装置对烟灰进行吸取,但目前的吸烟装置体积较大增加机器人的负载,安装拆卸不便,且无法根据不同的使用场景进行适当的调整。

    2、有鉴于此,本发明旨在提出一种基于视觉定位的自动化焊接方法,在本发明中,所述基于视觉定位的自动化焊接方法包括:

    3、步骤s1,将视觉定位装置安装到焊枪上;

    4、步骤s2,将所述待焊接工件分为常规类工件和非常规类工件,对所述常规类工件进行第一标识形成第一标识工件,然后逐个对不同的所述第一标识工件分别进行第二标识形成第二标识工件;

    5、步骤s3,预先逐个对所述第二标识工件进行路径规划,形成多个分别与所述第二标识工件匹配的预设焊接路径;

    6、步骤s4,将待焊接工件移动至焊接区域或移动焊枪至待焊接工件处,判断所述待焊接工件是否为进行第一标识的所述第一标识工件;

    7、步骤s5,若所述焊接工件为所述第一标识工件,继续识别所述第一标识工件中的第二标识,确定所述第二标识工件的类型,焊接机器人选择该第二标识工件对应的预设焊接路径进行焊接工作;

    8、步骤s6,若所述焊接工件不是第一标识工件,焊接机器人自主规划焊接路径进行焊接工作。

    9、进一步地,所述自主规划焊接路径包括:

    10、获取视觉定位装置采集到的两张图像,两张所述图像从同一位置且不同时间点采集,对两张所述图像进行图像处理得到两张处理后图像;

    11、将两张图像进行划分,将一张作为检测图像,另一张作为对比图像,将所述检测图像和所述对比图像均进行分割处理形成多个区块;

    12、逐个对所述检测图像的多个区块与所述对比图像的相同位置区块进行对比,并计算出各区块的灰度差异并形成灰度差异图像进行分析,根据所述灰度差异图像得到所述对比图像中的相似区块,根据所述相似区块的灰度分布信息获取加强因子;

    13、同时根据所述灰度差异图像计算出平均差异数值,将所述平均差异数值与预先设置的差异阈值进行对比;

    14、若所述平均差异数值小于所述差异阈值时,获取所述检测图像的灰度分布和纹理信息,根据所述检测图像的灰度分布、纹理信息和所述加强因子对所述检测图像进行增强,得到增强图像;

    15、根据所述增强图像进行定位并规划焊接路径。

    16、进一步地,所述图像处理包括图像增强、图像滤波、图像分割、图像灰度处理,利用边缘检测算法对图像进行边缘简则,对图像进行特征剔除处理。

    17、本发明还公开了一种焊接机器人,在本发明中,该焊接机器人包括机械臂、焊枪、龙门架、视觉定位装置和吸烟装置;

    18、所述龙门架上设置有滑轨,所述机械臂的一端与所述龙门架滑动连接,另一端连接所述焊枪,所述视觉定位装置安装在所述焊枪处;

    19、所述吸烟装置可拆卸安装在所述机械臂上靠近所述焊枪的一侧;

    20、所述吸烟装置包括连接部和吸附部,所述连接部与所述机械臂连接,所述吸附部包括安装筒以及设置在安装筒内部的吸风件、过滤件和吸风管;

    21、所述吸风管至少包括伸缩软管,且所述吸风管的一端与所述安装筒的一端连接,另一端能够延伸至所述焊枪的焊接处;所述过滤件设置在所述安装筒内部且与所述吸风管的一端抵接;所述吸风件从所述安装筒远离所述吸风管的一端插入所述安装筒内;

    22、所述吸风件与所述过滤件抵接,并将所述吸风件与所述吸风管配合将所述过滤件压在所述安装筒内部。

    23、进一步地,所述吸风管包括伸缩软管和连接架;

    24、所述连接架的一端插入所述安装筒内,且与所述安装筒螺纹连接,所述伸缩软管的一端固定在所述连接架上,所述伸缩软管能够收缩至连接架内部。

    25、进一步地,所述过滤件包括过滤筒和过滤芯,所述过滤筒设置为筒状结构,且所述过滤筒与所述安装筒的内壁滑动连接;

    26、所述过滤芯滑动设置在所述过滤筒内部,所述过滤筒靠近所述吸风件的一侧设置有台阶槽,所述过滤芯的侧部嵌入所述台阶槽内;所述吸风件与所述过滤芯相接触,并将所述过滤芯顶紧固定在所述台阶槽内;

    27、所述过滤芯朝向所述吸风管的一侧设置为波浪状。

    28、进一步地,所述吸风件包括吸风筒和安装在吸风筒内的风机;

    29、所述吸风筒的一端外壁上设置有外螺纹,所述安装筒的内壁上设置有内螺纹,所述吸风筒与所述安装筒螺纹连接,所述吸风筒的一端穿出所述安装筒。

    30、进一步地,所述伸缩软管上连接有吸附罩,所述吸附罩与所述伸缩软管可拆卸连接,所述吸附罩上设置有朝向焊接处的吸管。

    31、进一步地,所述吸附罩上设置有第一磁吸部所述机械臂在所述焊枪的一侧设置有与所述第一磁吸部配合吸附的第二磁吸部。

    32、进一步地,所述连接部包括固定架和锁紧螺栓,所述固定架与所述安装筒连接,所述固定架上开设有供所述锁紧螺栓穿过的螺栓孔;

    33、所述机械臂上设置有限位槽,所述固定架套设在所述机械臂的外部,且位于所述限位槽内。

    34、本发明公开的基于视觉定位的自动化焊接方法,将待焊接工件进行分类标识,并预先设置好预设焊接路径,当识别到待焊接工件为第二标识工件时,能够直接启动该第二标识工件对应的预设焊接路径,无需再对焊缝等结构进行识别,节省识别程序,提高焊接识别效率;且同时设置基于图像识别的自主规划焊接路径,能够满足不同的工件焊接需求。

    35、此外,本发明公开焊接机器人通过吸烟装置的设置,将吸烟装置设置为集成的吸风件、过滤件和吸风管,将吸风件、过滤件和吸风管整装配合安装在安装筒内部,且均设置为可拆卸连接,缩小了吸烟装置的整体体积,占用空间小,减少机械臂工作时的负载,同时安装维护便捷,伸缩软管以及吸附罩的设置,在使用时能够根据不同的使用场景调节使用扩大使用范围。

    36、本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。


    技术特征:

    1.一种基于视觉定位的自动化焊接方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的基于视觉定位的自动化焊接方法,其特征在于,所述自主规划焊接路径包括:

    3.根据权利要求2所述的基于视觉定位的自动化焊接方法,其特征在于,所述图像处理包括图像增强、图像滤波、图像分割、图像灰度处理,利用边缘检测算法对图像进行边缘简则,对图像进行特征剔除处理。

    4.一种焊接机器人,其特征在于,包括机械臂(3)、焊枪(4)、龙门架(1)、视觉定位装置和吸烟装置;

    5.根据权利要求4所述的焊接机器人,其特征在于,所述吸风管(6)包括伸缩软管(61)和连接架(62);

    6.根据权利要求4所述的焊接机器人,其特征在于,所述过滤件(7)包括过滤筒(71)和过滤芯(72),所述过滤筒(71)设置为筒状结构,且所述过滤筒(71)与所述安装筒(5)的内壁滑动连接;

    7.根据权利要求4所述的焊接机器人,其特征在于,所述吸风件(8)包括吸风筒(81)和安装在吸风筒(81)内的风机(82);

    8.根据权利要求5所述的焊接机器人,其特征在于,所述伸缩软管(61)上连接有吸附罩(63),所述吸附罩(63)与所述伸缩软管(61)可拆卸连接,所述吸附罩(63)上设置有朝向焊接处的吸管。

    9.根据权利要求8所述的焊接机器人,其特征在于,所述吸附罩(63)上设置有第一磁吸部(64)所述机械臂(3)在所述焊枪(4)的一侧设置有与所述第一磁吸部(64)配合吸附的第二磁吸部。

    10.根据权利要求4-9任意一项所述的焊接机器人,其特征在于,所述连接部(9)包括固定架(91)和锁紧螺栓(92),所述固定架(91)与所述安装筒(5)连接,所述固定架(91)上开设有供所述锁紧螺栓(92)穿过的螺栓孔(93);


    技术总结
    本发明涉及机器人技术领域,提供一种基于视觉定位的自动化焊接方法,同时还提供了一种焊接机器人,该焊接机器人包括机械臂、焊枪、龙门架、视觉定位装置和吸烟装置;吸烟装置包括连接部和吸附部,所述连接部与所述机械臂连接,所述吸附部包括安装筒以及设置在安装筒内部的吸风件、过滤件和吸风管;吸风管设置在安装筒的一侧,过滤件设置在所述安装筒内部且与所述吸风管的一端抵接;吸风件将所述吸风件与所述吸风管配合将所述过滤件压在所述安装筒内部;本发明的有益效果是:预设焊接路径,无需再对焊缝等结构进行识别,节省识别程序,提高焊接识别效率。

    技术研发人员:刘囡南
    受保护的技术使用者:刘囡南
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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