智能移动焊接机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种智能移动焊接机器人，包括：带有车轮的机器人本体，所述机器人本体上设有六自由度机械臂，所述六自由度机械臂的末端安装有焊枪；以及位于机器人本体的前端设有视觉监控装置；所述视觉监控装置适于将采集的焊缝图像数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据焊缝图像数据判断焊缝质量；本发明专利技术的移动焊接机器人能够移动且具有视觉监控功能，通过移动可以行驶至待焊接工件处进行焊接，提高焊接效率，并且具有视觉功能，能够在焊接时对焊缝进行视觉检测，保证焊接工艺，使焊接和检测在同一工序中完成，提高焊接效果。

Intelligent mobile welding robot

The invention relates to an intelligent mobile welding robot, including: the robot with wheels, the robot body is provided with six degrees of freedom manipulator, the end of the six degree of freedom of the manipulator is installed on the welding torch; and is located in front of the robot body is provided with a visual monitoring device; the visual monitoring device is adapted to weld image data sent to the processor module; the processor module is adapted to determine the weld quality according to weld image data; the robot can move with visual monitoring function of the mobile of the invention can travel to welding, by moving the workpiece to be welded at the welding, the welding efficiency is improved, and with visual function, can carry out visual inspection on weld in welding ensure, welding process, welding and testing is completed in the same process, improve the welding effect.

【技术实现步骤摘要】
智能移动焊接机器人
本专利技术涉及智能焊接装置，具体涉及一种智能移动焊接机器人。
技术介绍
随着生产力的发展，以及机器人技术的不断进步，机器人越来越普及到人们的生产活动中，代替人类进行工作，为人类带来了诸多方便。尤其是机器人结合视觉技术，以对物体进行检测能够极大的提高机器人的智能化程度。因此，在焊接领域，设计一种智能移动焊接机器人能够提高焊接效率，并且还能保证焊接质量，提高焊接效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种适于移动且具有视觉监控功能的焊接机器人。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种智能移动焊接机器人，包括：带有车轮的机器人本体，所述机器人本体上设有六自由度机械臂，所述六自由度机械臂的末端安装有焊枪；以及位于机器人本体的前端设有视觉监控装置；所述视觉监控装置适于将采集的焊缝图像数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据焊缝图像数据判断焊缝质量。进一步，所述处理器模块适于通过控制六自由度机械臂，以调整焊枪的角度和焊枪与工件的距离；并且所述处理器模块还电性连接有一存储模块；所述存储模块内存储有标准焊缝的样本特征数据；所述处理器模块适于提取焊缝图像数据中的实测特征数据，并将实测特征数据与样本特征数据进行对比，以判断焊缝是否合格。进一步，所述视觉监控装置包括成像镜头模组，以及在所述成像镜头模组的镜头上设有检波片和滤波片。进一步，为了提供一种可增大入光口径的、高分辨率、高像质的成像镜头模组，进而满足其小型化的需求；所述成像镜头模组包括：沿着光轴从物侧至像侧依次排列有：具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；光阑，其大小可调节；具有负屈折力的第五透镜；具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，且物侧表面与像侧光学面皆为非球面，以及在物侧表面设有至少一个拐点；其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f5，满足下列关系式：3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，10.8<f/f5＜13.5；以及还满足下列关系式：0.65<Td/TTL<0.75，其中，Td为第四透镜的像侧表面至第七透镜的物侧表面在光轴上的间距；TTL为整个透镜系统的总长。进一步，ft为第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距；Du为第五透镜的物侧表面至第七透镜的像侧表面在光轴上的间距，并且满足下列关系式：0.6<Du/ft<1。进一步，在所述第七透镜的物侧表面的切线上设置一切点，所述切线垂直于光轴，且所述切点不位于光轴上，YC为所述切点与光轴的垂直距离，并且满足下列关系式：0.1＜YC/f＜0.8。进一步，还建立下列关系式1.8＜|R6a/f|＜3.0，其中R6a表示的所述第六透镜的物体侧表面的曲率半径。进一步，设定SAG7为第七透镜的物侧表面与光轴的交点至成像表面的最大有效径位置于光轴上的水平位移距离；CT7为第七透镜在光轴上的中心厚度，满足下列关系式：1.8<SAG7/CT7<3.0。进一步，所述第一透镜在光轴上的厚度为CT1，所述第二透镜在光轴上的厚度为CT2，所述第三透镜在光轴上的厚度为CT3，所述第四透镜在光轴上的厚度为CT4，满足下列关系式：0.3＜(CT1+CT2+CT3+CT4)/f＜0.6。进一步，所述第一透镜的色散系数为v1，所述第二透镜的色散系数为v2，满足下列关系式：15＜v1-v2＜30；以及所述第二透镜和第三透镜之间的空气间隔为3.75~5.15mm，所述第六透镜和第七透镜之间的空气间隔为5.55~7.70mm。本专利技术的有益效果是，本专利技术的移动焊接机器人能够移动且具有视觉监控功能，通过移动可以行驶至待焊接工件处进行焊接，提高焊接效率，并且具有视觉功能，能够在焊接时对焊缝进行视觉检测，保证焊接工艺，使焊接和检测在同一工序中完成，提高焊接效果。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术提供的焊接机器人的结构示意图。图2是本专利技术提供的成像镜头模组实施例的示意图。图3是实施例的轴上色差图（mm）。图4是实施例的像散图（mm）。图5是实施例的畸变图(%)。图6是实施例的倍率色差图（μm）。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。如图1所示，本实施例提供了一种智能移动焊接机器人，包括：带有车轮的机器人本体1，所述机器人本体上设有六自由度机械臂2，所述六自由度机械臂的末端安装有焊枪201；以及位于机器人本体1的前端设有视觉监控装置3；所述视觉监控装置适于将采集的焊缝图像数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据焊缝图像数据判断焊缝质量。所述处理器模块可以采用嵌入式处理器，所述焊枪可以但不限于采用电弧焊。所述处理器模块适于通过控制六自由度机械臂，以调整焊枪的角度和焊枪与工件4的距离，并且控制车轮驱动机构行进；以及所述处理器模块还电性连接有一存储模块；所述存储模块内存储有标准焊缝的样本特征数据；所述处理器模块适于提取焊缝图像数据中的实测特征数据，并将实测特征数据与样本特征数据进行对比，以判断焊缝401是否合格。本移动焊接机器人能够提高焊接效率，并且还能保证焊接质量，提高焊接效果。具体的样本特征数据可以包括：焊缝中根部焊瘤、根部未熔合、内凹等特征，将实测特征数据通过图像处理检测判断是否含有上述特征，若含有，则可以判定焊缝不合格，若没有，可以判定该焊缝合格。作为视觉监控装置的一种优选的实施方式，所述视觉监控装置包括成像镜头模组，以及在所述成像镜头模组的镜头上设有检波片和滤波片，以更加很有利于观看电弧与熔池的变化。视觉监控装置3作为重要的部件，再加上机器人的小型化趋势，其安装的成像镜头模组也需要具有相应的小型化，而且对于摄像的清晰度要求也越来越高，即对于成像镜头模组内的光学镜头也进一步要求高分辨率等性能。目前，一般的高像素薄型镜头，多采用五片式或六片式透镜结构为主，这种系统在小口径的配置中，有效提升了成像品质，同时维持了小型化的特性。但是机器人的小型化趋势，对小型化摄像镜头的像素、成像质量及分辨率等性能提出了进一步更高的要求。已知的五片式或六片式结构在大口径的配置下，将无法进一步缩短系统长度，满足像质要求以及照度需求。因此，为了实现高分辨率和高像质的要求，本实施例提出了一种成像镜头模组。所述成像镜头模组包括：沿着光轴从物侧至像侧依次排列有：具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；光阑，其大小可调节；具有负屈折力的第五透镜；具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，其物侧表面与像侧光学面皆为非球面，且其物侧表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接机器人，其特征在于，包括：带有车轮的机器人本体，所述机器人本体上设有六自由度机械臂，所述六自由度机械臂的末端安装有焊枪；以及位于机器人本体的前端设有视觉监控装置；所述视觉监控装置适于将采集的焊缝图像数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据焊缝图像数据判断焊缝质量。

【技术特征摘要】
1.一种焊接机器人，其特征在于，包括：带有车轮的机器人本体，所述机器人本体上设有六自由度机械臂，所述六自由度机械臂的末端安装有焊枪；以及位于机器人本体的前端设有视觉监控装置；所述视觉监控装置适于将采集的焊缝图像数据发送至处理器模块；所述处理器模块适于根据焊缝图像数据判断焊缝质量。2.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述处理器模块适于通过控制六自由度机械臂，以调整焊枪的角度和焊枪与工件的距离；并且所述处理器模块还电性连接有一存储模块；所述存储模块内存储有标准焊缝的样本特征数据；所述处理器模块适于提取焊缝图像数据中的实测特征数据，并将实测特征数据与样本特征数据进行对比，以判断焊缝是否合格。3.根据权利要求2所述的焊接机器人，其特征在于，所述视觉监控装置包括成像镜头模组，以及在所述成像镜头模组的镜头上设有检波片和滤波片。4.根据权利要求3所述的焊接机器人，其特征在于，所述成像镜头模组包括：沿着光轴从物侧至像侧依次排列有：具有负屈折力的第一透镜，其物侧表面为凸面；具有正屈折力的第二透镜，其物侧表面和像侧表面均为凸面；具有正屈折力的第三透镜，其物侧表面为凸面；具有负屈折力的第四透镜，其呈弯月状；光阑，其大小可调节；具有负屈折力的第五透镜；具有正屈折力的第六透镜，第五透镜和第六透镜为复合透镜；以及具有正屈折力的第七透镜，由塑料材质所制成，其物侧表面为凹面，且物侧表面与像侧光学面皆为非球面，以及在物侧表面设有至少一个拐点；其中，所述成像镜头模组的焦距为f，所述第二透镜的焦距为f2，所述第三透镜的焦距为f3，第五透镜和第六透镜的复合焦距为f5，满足下列关系式：3.3＜|f/f2|+|f/f3|＜4.5，10.8<f/f5＜13.5；以及还满足下列关系式：0.65<Td/TT...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小绪，王力，李秋盛，
申请(专利权)人：南京中高知识产权股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32