金属线棒材吊牌自动焊接系统技术方案

一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，该吊牌自动焊接系统包括上位机与3D相机、吊牌打印机、控制器、机械手和称重工位电子秤通讯连接。控制器与吊牌供应台和焊钉传输器通讯连接。当一捆线棒材到达称重位置后，电子秤将重量数据传送至上位机，上位机启动吊牌打印机，同时启动3D视觉定位系统。吊牌打印机打印出吊牌，被打印出的吊牌被送入吊牌供应台。焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机通过焊钉传送器向机械手供应焊钉。上位机将所述的焊接点的三维坐标发送给机械手，机械手从自动供钉机获取一颗焊钉后将焊钉插入吊牌供应台上已打印好的吊牌的钉孔，到达所述焊接点，由控制器发出焊接指令，通过机械手上的焊机焊接焊钉。

Automatic Welding System for Hanging Plate of Metal Wire and Bar

An automatic welding system for metal wire and bar hanging tag is presented. The automatic welding system includes a communication connection between the upper computer and a 3D camera, a hanging tag printer, a controller, a manipulator and an electronic weighing station scale. The controller is communicatively connected with the hanging plate supply platform and the welding nail transmission unit. When a bundle of bars reaches the weighing position, the electronic scale transmits the weight data to the upper computer, which starts the hanging plate printer and the 3D vision positioning system. The hanging tag printer prints out the hanging tag and the printed hanging tag is sent to the hanging tag supply desk. The welding nails are put into the automatic nail feeder in batches. The automatic nail feeder supplies the welding nails to the manipulator through the nail conveyor. The upper computer transmits the three-dimensional coordinates of the welding joint to the manipulator. After the manipulator obtains a welding nail from the automatic nail feeder, it inserts the welding nail into the nail hole of the printed hanging tag on the hanging tag supply platform and reaches the welding point. The controller sends out the welding instruction and solders the welding nail through the welding machine on the manipulator.

【技术实现步骤摘要】
金属线棒材吊牌自动焊接系统
本专利技术属于钢材厂设备
，特别涉及一种金属线棒材吊牌自动焊接系统。
技术介绍
采用人工焊接的方式是目前线棒材吊牌焊接的主要方式，由专人负责吊牌焊接。当一批线棒材称重下线后，工作人员将焊接机接上电源，搬运到达线棒材附近，为焊接机上焊钉，在料钉上挂上吊牌。对准线钢筋的端面，将吊牌及焊钉点焊到钢筋端面，焊接结束后需要将焊接机放回原位，并拔掉焊接机的电源，每下线5到6捆线棒材，需要重复一次这样的操做。由于棒材温度较高，焊接时会产生电火花，工作人员需要做好防护措施才能够在现场作业。在天气炎热时，全副武装的工作人员不仅要承受天气的炎热，还要承受现场高温。同时吊牌焊接需要工作人员频繁的往返于现场，这样才能保证钢筋及时下线为后续线钢筋腾出摆放空间。由于标签不是在线实时打印，经常会出现错签和数据不准的情况。
技术实现思路
本专利技术提供一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，目的是解决现有的金属线棒材吊牌焊接只能人工完成的问题。本专利技术实施例之一，一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，该金属线棒材被成捆地从传送线输送至称重工位电子秤。该吊牌自动焊接系统包括上位机、控制器、3D视觉定位系统和机械手。还包括：吊牌打印机、吊牌供应台、自动供钉机、焊钉传送器，吊牌打印机与吊牌供应台连接，自动供钉机与焊钉传送器连接。3D视觉定位系统由3D相机及相机运动模组组成。上位机与3D相机、吊牌打印机、控制器、机械手和称重工位电子秤通讯连接。控制器与吊牌供应台和焊钉传输器通讯连接。当一捆线棒材到达称重位置后，电子秤将重量数据传送至上位机，上位机启动吊牌打印机，同时启动3D视觉定位系统。吊牌打印机打印出吊牌，被打印出的吊牌被送入吊牌供应台，焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机通过焊钉传送器向机械手供应焊钉，上位机通过3D视觉定位系统获取并且分析这捆线棒材端面图像，确定其中两根最合适焊接的线棒材端面作为焊钉的焊接点，并且确定该焊接点的三维坐标。上位机将所述的焊接点的三维坐标分两次发送给机械手，机械手每次从自动供钉机获取一颗焊钉后将焊钉插入吊牌供应台上已打印好的吊牌的钉孔，获取所述的这捆线棒材的吊牌，根据所述的焊接点三维坐标点规划移动路径，然后到达所述焊接点，由控制器发出焊接指令，通过焊机焊接焊钉。本专利技术的金属线棒材吊牌自动焊接系统，当钢厂线棒材捆扎后经传送线到达称重焊标位置，重量数据传送至上位机,上位机启动整套程序并向吊牌打印机发送打印的数据，吊牌打印机打印出的吊牌被送入吊牌供应台；焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机用于将焊钉有序排列并把它们送至焊钉传送器，焊钉传送器则把接收到的焊钉运送到指定位置用于向机械手供应焊钉；整套程序启动后上位机通过控制器启动3D相机的运动模块,3D相机扫描所述的这捆线棒材端面并返回数据，上位机对所得数据进行分析，确定其中两根最适合焊接的线棒材端面作为焊钉的焊接点，并且确定该焊接点的三维坐标，上位机将所述的焊接点的三维坐标分两次发送给机械手，机械手每次从自动供钉机获取一颗焊钉后将焊钉插入吊牌供应台上已打印好的吊牌的钉孔，获取所述的这捆线棒材的吊牌，根据所述的焊接点三维坐标点规划移动路径，然后到达所述焊接点，由控制器发出焊接指令，通过焊机焊接焊钉。本专利技术是一种能够焊接吊牌的全自动化装置，自动完成钢筋在线称重、吊牌实时打印，并完成供取焊钉，挂吊牌，焊接等一系列的无人化操作，可使工作人员工作更轻松，并且提高了生产效率。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：图1本专利技术实施例中线棒材吊牌自动焊接系统原理示意图。图2本专利技术实施例中线棒材吊牌自动焊接流程图。具体实施方式根据一个或者多个实施例，如图1所示，一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，包括上位机、控制器、吊牌打印机、吊牌供应台、自动供钉机、焊钉传送器、机械手、3D相机及相机运动模组，上位机与3D相机、吊牌打印机、控制器、机械手和称重系统通讯连接，控制器与吊牌供应台和焊钉传送器通讯连接。3D相机及相机运动模组组成3D视觉系统。一捆线棒材到达称重位置后，称重系统将重量数据传送至上位机，上位机启动吊牌打印机，同时启动3D相机进行扫描。吊牌打印机打印出吊牌，被打印出的线棒材的吊牌被送入吊牌供应台。焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机通过焊钉传送器向机械手供应焊钉。上位机通过3D视觉系统分析所述的这捆线棒材端面，确定其中两根最合适焊接的线棒材端面作为焊钉的焊接点，并且确定该焊接点的三维坐标。上位机将所述的焊接点的三维坐标分两次发送给机械手，机械手每次从自动供钉机获取一颗焊钉后将焊钉插入吊牌供应台上已打印好的吊牌的钉孔，获取所述的这捆线棒材的吊牌，根据所述的焊接点三维坐标点规划移动路径，然后到达所述焊接点，由控制器发出焊接指令，通过焊机焊接焊钉。例如，在钢材厂现场的钢筋线材设有自动称重工位。在自动称重工位，成捆棒钢筋会在此位置停止一段时间进行称重，称重结束后，线棒材继续前行下线。线棒材吊牌自动焊接设备可以安装在称重处，等待称重结束后，截取现场的放行信号，自动完成吊牌的焊接，并给出放行信号。根据一个或者多个实施例，3D视觉定位技术在本实施例中用于定位每根线钢筋端面相对于机械手臂的三维坐标。基于3D相机运动扫描所形成的点云矩阵包含图像中每一个点的深度信息，对这个点云矩阵进行归一化后就能得到包含深度信息的灰度图像，3D相机的深度测量过程如下：1、首先以运用结构带动3D相机对所需测量的物体进行扫描。2、将扫描后得到的点云矩阵传回电脑并进行归一化得到灰度图像。3、对灰度图像的尺寸进行纠偏，使之符合现场真实尺寸，从而获得每一个像素的真实三维坐标位置。在实施例中，圆识别技术可以在一幅图像中查找到所有满足外观呈现圆形特征的物体，并能够计算出该圆形物体的圆心，我们使用该技术检测端面中每根钢筋的中心二维坐标位置。对3D相机扫描纠偏后的图像进行圆识别处理，即可计算出每根钢筋的端面圆心的三维坐标。系统会从这些圆心坐标中筛选出最适合焊接的两个距离超过一个标签宽度钢筋中心点作为焊接目标，机械手臂根据目标三维坐标规划运行路线，精确动作。考虑到现场的焊接对象，特别是细径螺纹钢，存在以下常见特征：1)钢筋前后错落，存在前面的钢筋对靠后的钢筋截面形成遮挡；2)截面虽为圆形，但往往不规整，极端情况下可能呈方形；3)即使是靠前的钢筋，也存在凹凸严重的情形，故不再适合作为焊接截面。针对以上三点，3D视觉系统的处理步骤包括以下3个步骤：1)基于3D设备扫描的轮廓结果，自动找出实际场景中靠前的钢筋的若干截面，其余部分则自动屏蔽掉，以方便后续的算法识别；2)由于截面的圆往往不规整，所以经典的Hough圆检测法往往漏检率很高，故此次的圆识别算法基于弧线的最小二乘法展开。这意味着，很有可能存在非圆的区域被勉强识别成圆形，但后续可能增设该区域的最小外接圆的掩膜进行比对，继而通过此筛选实现对目标圆形的有效选取。理论上，算法倾向目标圆形的面积最大者；3)为了排除表面过分凹凸的截面，可以采集选取区域的前后方向维度上所有像素的数值进行标准差运算，凡结果大于设定阈值的，则可以认定为异常区域，继而加以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，该金属线棒材被成捆地从传送线输送至称重工位电子秤，其特征在于，该吊牌自动焊接系统包括上位机、控制器、3D视觉定位系统和机械手，还包括吊牌打印机、吊牌供应台、自动供钉机、焊钉传送器，吊牌打印机与吊牌吊牌供应台连接，自动供钉机与焊钉传送器连接，3D视觉定位系统由3D相机及相机运动模组组成，上位机与3D相机、吊牌打印机、控制器、机械手和称重工位电子秤通讯连接，控制器与吊牌供应台和焊钉传输器通讯连接，当一捆线棒材到达称重位置后，电子秤将重量数据传送至上位机，上位机启动吊牌打印机，同时启动3D视觉定位系统，吊牌打印机打印出吊牌，被打印出的吊牌被送入吊牌供应台，焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机通过焊钉传送器向机械手供应焊钉，上位机通过3D视觉定位系统获取并且分析这捆线棒材端面图像，确定其中两根最合适焊接的线棒材端面作为焊钉的焊接点，并且确定该焊接点的三维坐标，上位机将所述的焊接点的三维坐标发送给机械手，机械手从自动供钉机获取一颗焊钉后将焊钉插入吊牌供应台上已打印好的吊牌的钉孔，取得该金属线棒材的吊牌后，沿着所述的焊接点三维坐标点规划的移动路径，机械手到达所述焊接点，由控制器发出焊接指令，通过机械手上的焊机焊接焊钉。...

【技术特征摘要】
1.一种金属线棒材吊牌自动焊接系统，该金属线棒材被成捆地从传送线输送至称重工位电子秤，其特征在于，该吊牌自动焊接系统包括上位机、控制器、3D视觉定位系统和机械手，还包括吊牌打印机、吊牌供应台、自动供钉机、焊钉传送器，吊牌打印机与吊牌吊牌供应台连接，自动供钉机与焊钉传送器连接，3D视觉定位系统由3D相机及相机运动模组组成，上位机与3D相机、吊牌打印机、控制器、机械手和称重工位电子秤通讯连接，控制器与吊牌供应台和焊钉传输器通讯连接，当一捆线棒材到达称重位置后，电子秤将重量数据传送至上位机，上位机启动吊牌打印机，同时启动3D视觉定位系统，吊牌打印机打印出吊牌，被打印出的吊牌被送入吊牌供应台，焊钉被批量投入自动供钉机，自动供钉机通过焊钉传送器向机械手供应焊钉，上位机通过3D视觉定位系统获取并且分析这捆线棒材端面图像，确定其中两根最合适焊接的线棒材端面作为焊钉的焊接点，并且确定该焊接点的三维坐标，上位机将所述的焊接点的三维坐标发送给...

【专利技术属性】
技术研发人员：王仁杰，陈毓昕，顾大同，
申请(专利权)人：上海易清智觉自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31