焊缝跟踪装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术创造公开了一种焊缝跟踪装置及方法，涉及螺旋管自动化焊接技术领域，包括：双目相机用于采集螺旋管的焊缝与所述激光线相交的焊点在激光镜头坐标系中的第一坐标和焊带在视觉镜头坐标系中的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标确定焊枪的枪头位置与焊点位置之间的偏差量，根据偏差量生成控制信号，根据控制信号驱动位移驱动机构移动，带动焊枪移动，以使述焊枪的枪头和焊点的相对位置恒定。本发明专利技术创造提供的一种焊缝跟踪装置及方法，利用双目相机对焊带和焊缝的位置进行实时跟踪捕捉，使所述焊枪的枪头和所述焊点的相对位置恒定，实现对螺旋管内焊接的焊缝自动化跟踪焊接，提高焊接效果，提高焊接生产效率，保证焊接质量，减轻工人的工作负担。

Welding seam tracking device and method

The invention discloses a seam tracking device and a method thereof, relates to the technical field of welding, spiral pipe automation includes: binocular camera for welds and the acquisition of spiral tube laser intersection first coordinates in the camera coordinate system in laser welding and with second coordinates in the camera coordinate system in vision, according to the first coordinate second coordinate and determine the deviation between the gun head position and location of solder joint of welding torch, generating a control signal according to the deviation, according to the control signal to drive the displacement driving mechanism to move, drive the welding torch mobile, so that the relative position of the gun head and the constant of the solder joint welding torch. This invention is a seam tracking device and method, using binocular camera and the location of the weld butt welding with real-time capture, the relative position of the welding gun head constant and the solder joint, the tracking of weld automation spiral pipe welding, improve the welding effect, improve welding efficiency. To ensure the welding quality, reduce the burden of work.

【技术实现步骤摘要】
焊缝跟踪装置及方法
本专利技术创造涉及螺旋管自动化焊接
，尤其是涉及一种焊缝跟踪装置及方法。
技术介绍
目前，在螺旋管焊接生产中，一般在焊枪的一侧安装焊缝跟踪系统(例如跟踪器)。通过这种焊缝跟踪系统，可以使焊枪的运动轨迹与螺旋管的焊缝轨迹相一致。在螺旋管内焊接时，需要把焊枪伸到螺旋管内部，由于受体积影响，一般的跟踪器在螺旋管内无法安装，若将跟踪器外置安装，又无法识别焊缝与焊枪的具体位置。因此，螺旋管焊接只能依靠人眼实时观察焊接位置，即观察是否出现焊偏的现象。在出现焊偏的现象时，操作工人需要实时调整焊枪的位置，以此来保证焊接质量。现场焊接环境比较恶劣，焊接粉尘较多，工人长期处于粉尘环境中很容易得尘肺病等职业病，不利于工人的身体健康。而且在实际的焊接过程中，工人不能及时地发现焊偏现象，即使发现焊偏之后工人的手工调节也比较迟钝，不灵敏，不准确，造成焊接效果较差，严重时出现完全焊偏的现象，不能保证焊接的质量。专利技术创造内容有鉴于此，本专利技术创造的目的在于提供一种焊缝跟踪装置及方法，以解决现有的螺旋管内焊接只能通过人眼观察调整焊枪位置，导致焊接效果较差，不能保证焊接质量的的技术问题。第一方面，本专利技术创造实施例提供了一种焊缝跟踪装置，包括：双目相机、控制模块、焊枪和位移驱动机构；所述双目相机包括：用于发射线状激光线的激光器模组，用于采集螺旋管表面的焊缝与所述激光线相交的焊点在激光镜头坐标系中的第一坐标的激光镜头，和，采集焊带在视觉镜头坐标系中的第二坐标的视觉镜头；所述控制模块的输入端与双目相机连接，输出端与所述位移驱动机构连接，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标确定所述焊枪的枪头位置与所述焊点位置之间的偏差量，进而根据所述偏差量生成控制信号，向所述位移驱动机构发送所述控制信号；所述位移驱动机构与所述焊枪连接，用于根据所述控制信号带动所述焊枪移动，以使所述焊枪的枪头和所述焊点的相对位置恒定。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述控制模块包括：处理单元和PLC控制单元；所述处理单元，用于根据所述第一坐标、所述第二坐标和预设的成像公式，计算所述焊枪的枪头位置和所述焊点位置之间的偏差量；所述PLC控制单元的输入端与所述处理单元连接，所述PLC控制单元的输出端与所述位移驱动机构连接，用于根据所述偏差量生成控制信号，以控制所述位移驱动机构带动所述焊枪的移动。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述位移驱动机构包括：水平滑台、连接臂、焊枪夹具和步进电机；所述步进电机的转轴与所述水平滑台的一端固定，所述水平滑台的另一端与所述连接臂的一端固定，所述连接臂的另一端与所述焊枪夹具固定，所述焊枪夹具用于夹持所述焊枪；所述步进电机的信号输入端与所述PLC控制单元连接，用于根据所述控制信号发生转动，以带动所述水平滑台移动，进而带动所述焊枪移动。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述连接臂与所述螺旋管的中心轴线平行。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述激光器模组为一字线激光器模组；所述焊缝对应的螺旋线将所述一字线激光器模组发射的一字光斑平均分成两段。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述激光器模组中心轴线与所述视觉镜头光轴之间呈第一预设夹角；所述激光器模组中心轴线与所述激光镜头光轴之间呈第二预设夹角。结合第一方面，本专利技术创造实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，所述处理单元与所述双目相机通过有线方式或者无线方式连接，所述处理单元的输出端通过串口线与所述PLC控制单元连接。第二方面，本专利技术创造实施例还提供一种焊缝跟踪方法，包括：采集螺旋管表面的焊缝与激光线相交的焊点在激光镜头坐标系中的第一坐标和焊带在视觉镜头坐标系中的第二坐标；根据所述焊带的所述第二坐标确定焊枪的枪头在视觉镜头坐标系中的第三坐标；通过坐标转换关系将所述焊点在激光镜头坐标系中的所述第一坐标转化为在视觉镜头坐标系中的第四坐标；根据所述枪头对应的所述第三坐标和所述焊点对应的所述第四坐标确定所述焊枪的枪头位置与所述焊点位置之间的偏差量，进而根据所述偏差量生成控制信号；根据所述控制信号驱动位移驱动机构移动，带动位于所述螺旋管内部的所述焊枪移动，以使所述焊枪的枪头和所述焊点的相对位置恒定。结合第二方面，本专利技术创造实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，在采集螺旋管表面的焊缝与激光线相交的焊点在激光镜头坐标系中的第一坐标和焊带在视觉镜头坐标系中的第二坐标之前，包括：对双目相机进行标定，得到所述视觉镜头坐标系和所述激光镜头坐标系之间的坐标转换关系。第三方面，本专利技术创造实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行第一方面所述的方法。本专利技术创造实施例的有益效果：本专利技术创造解决了一般的焊缝跟踪器不能安装在螺旋管内部，通过人眼观察调整焊枪位置导致焊接效果较差，不能保证焊接质量的的技术问题。本专利技术创造实施例提供的一种焊缝跟踪装置及方法，利用双目相机采集螺旋管表面的焊缝与激光线相交的焊点在激光镜头坐标系中的第一坐标和焊带在视觉镜头坐标系中的第二坐标，根据第一坐标和第二坐标确定焊枪的枪头位置与焊点位置之间的偏差量，进而根据偏差量生成控制信号，向位移驱动机构发送控制信号，根据控制信号带动焊枪移动，使焊枪的枪头和焊点的相对位置恒定。本专利技术创造实施例提供的一种焊缝跟踪装置及方法，可以实现对螺旋管内焊接的焊缝自动化跟踪焊接，提高焊接效果，提高内焊接生产效率，保证焊接质量，减轻了工人的工作负担。本专利技术创造的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术创造而了解。本专利技术创造的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术创造的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术创造具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术创造的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术创造实施例提供的焊缝跟踪装置的结构示意图；图2为本专利技术创造实施例提供的双目相机的正视图；图3为本专利技术创造实施例提供的双目相机的轴侧图；图4为本专利技术创造实施例提供的焊缝跟踪方法的流程图。图标：10-双目相机；11-视觉镜头；12-激光镜头；13-激光器模组；20-控制模块；21-处理单元；22-PLC控制单元；30-位移驱动机构；31-步进电机；32-水平滑台；33-连接臂；40-螺旋管；41-焊缝。具体实施方式为使本专利技术创造实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术创造的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术创造一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术创造中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊缝跟踪装置，其特征在于，包括：双目相机(10)(10)、控制模块(20)、焊枪和位移驱动机构(30)；所述双目相机(10)包括：用于发射线状激光线的激光器模组(13)，用于采集螺旋管(40)表面的焊缝(41)与所述激光线相交的焊点在激光镜头(12)坐标系中的第一坐标的激光镜头(12)，和，采集焊带在视觉镜头(11)坐标系中的第二坐标的视觉镜头(11)；所述控制模块(20)的输入端与双目相机(10)连接，输出端与所述位移驱动机构(30)连接，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标确定所述焊枪的枪头位置与所述焊点位置之间的偏差量，进而根据所述偏差量生成控制信号，向所述位移驱动机构(30)发送所述控制信号；所述位移驱动机构(30)与所述焊枪连接，用于根据所述控制信号带动所述焊枪移动，以使所述焊枪的枪头和所述焊点的相对位置恒定。

【技术特征摘要】
1.一种焊缝跟踪装置，其特征在于，包括：双目相机(10)(10)、控制模块(20)、焊枪和位移驱动机构(30)；所述双目相机(10)包括：用于发射线状激光线的激光器模组(13)，用于采集螺旋管(40)表面的焊缝(41)与所述激光线相交的焊点在激光镜头(12)坐标系中的第一坐标的激光镜头(12)，和，采集焊带在视觉镜头(11)坐标系中的第二坐标的视觉镜头(11)；所述控制模块(20)的输入端与双目相机(10)连接，输出端与所述位移驱动机构(30)连接，用于根据所述第一坐标和所述第二坐标确定所述焊枪的枪头位置与所述焊点位置之间的偏差量，进而根据所述偏差量生成控制信号，向所述位移驱动机构(30)发送所述控制信号；所述位移驱动机构(30)与所述焊枪连接，用于根据所述控制信号带动所述焊枪移动，以使所述焊枪的枪头和所述焊点的相对位置恒定。2.根据权利要求1所述的焊缝跟踪装置，其特征在于，所述控制模块(20)包括：处理单元(21)和PLC控制单元(22)；所述处理单元(21)，用于根据所述第一坐标、所述第二坐标和预设的成像公式，计算所述焊枪的枪头位置和所述焊点位置之间的偏差量；所述PLC控制单元(22)的输入端与所述处理单元(21)连接，所述PLC控制单元(22)的输出端与所述位移驱动机构(30)连接，用于根据所述偏差量生成控制信号，以控制所述位移驱动机构(30)带动所述焊枪的移动。3.根据权利要求2所述的焊缝跟踪装置，其特征在于，所述位移驱动机构(30)包括：水平滑台(32)、连接臂(33)、焊枪夹具和步进电机(31)；所述步进电机(31)的转轴与所述水平滑台(32)的一端固定，所述水平滑台(32)的另一端与所述连接臂(33)的一端固定，所述连接臂(33)的另一端与所述焊枪夹具固定，所述焊枪夹具用于夹持所述焊枪；所述步进电机(31)的信号输入端与所述PLC控制单元(22)连接，用于根据所述控制信号发生转动，以带动所述水平滑台(32)移动，进而带动所述焊枪移动。4.根据权利要求3所述的焊缝跟踪装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌清，刘鑫，吴兴华，李建强，
申请(专利权)人：嘉兴锐视智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33