一种焊接机器人视觉组件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种焊接机器人视觉组件，包括全局定位视觉组件、精定位视觉组件、工控机、焊接机器人单元和供电单元，所述全局定位视觉组件和精定位视觉组件分别连接工控机，所述精定位视觉组件设在机器人焊枪上，机器人焊枪连接至焊接机器人单元，焊接机器人单元连接工控机。本实用新型专利技术可使焊接机器人具有免示教、高焊接效率、高系统容差、高柔性的特点。

A vision component of welding robot

【技术实现步骤摘要】
一种焊接机器人视觉组件
本技术属于焊接机器人
，具体涉及一种焊接机器人视觉组件。
技术介绍
焊接机器人系统已在工业现场大量应用，相比于人工焊接具有焊接质量稳定可靠、一致性好，可连续工作，节省人力等优点。但是目前焊接机器人普遍需人工示教，严重制约焊接效率，甚至低于人工焊接效率，当工件有下料偏差、加工偏差、组对偏差及装夹偏差等工况出现时会出现无法准确可靠地焊接，造成焊接机器人无法使用。另外，目前焊接机器人主要集成成熟的激光焊缝传感器，但是焊缝传感器工作的前提是基于先验信息(如焊缝形状、焊缝起点大致位置等)，工作过程需要人工参与，且焊缝传感器的视场有限。上述方式使得柔性化焊接程度不高，在焊接过程中需人工在线示教焊接路径且示教耗时较长，无法解决工件下料偏差大、组对位置偏差大以及装夹位置偏差大等工况下的柔性焊接需求。因此，研制能够使焊接机器人高度自动化，高度柔性化，精准定位引导焊接机器人到达焊缝，解决工件下料偏差、组对位置偏差以及装夹位置偏差等问题的一种焊接机器人视觉组件及其测量方法意义重大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本技术的目的在于提供一种焊接机器人视觉组件，该组件可使焊接机器人具有免示教、高焊接效率、高系统容差、高柔性的特点。本技术是通过下述技术方案来实现的。本技术给出了一种焊接机器人视觉组件，包括全局定位视觉组件、精定位视觉组件、工控机、焊接机器人单元和供电单元，所述全局定位视觉组件和精定位视觉组件分别连接工控机，所述精定位视觉组件设在机器人焊枪上，机器人焊枪连接至焊接机器人单元，焊接机器人单元连接工控机。对于上述技术方案，本技术还有进一步优选的方案。优选的，所述全局定位视觉组件包括CCD或CMOS相机和摄像头，全局定位视觉组件至少为2个相机或摄像头。优选的，所述精定位视觉组件包括机械手固定爪、视觉组件固定架、视觉检测组件、焊枪转接板、焊枪固定爪和焊枪，所述机械手固定爪连接在焊接机器人上，机械手固定爪下部水平连接一视觉组件固定架，视觉组件固定架下部连接一视觉检测组件；机械手固定爪侧部连接一焊枪转接板，焊枪转接板连接由焊枪固定爪固定的焊枪。优选的，所述焊枪转接板为卡爪结构，包括一块连接在机械手固定爪端部侧壁的直板，在直板侧连接一凹型槽，焊枪固定爪卡在凹型槽中。优选的，所述视觉检测组件为被动视觉检测组件、结构光主动视觉检测组件或两者的结合。优选的，所述被动视觉检测组件包括CCD/CMOS图像采集单元和光学镜头；所述结构光主动视觉组件包括CCD/CMOS图像采集单元、结构光光源或激光光源、光学镜头和滤光片。优选的，所述CCD/CMOS图像采集单元为双目、多目或单目多位置CCD或CMOS相机。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下有益效果：1.本技术通过采用全局视觉组件，可动态识别焊接工件位置并引导焊接机器人运动至焊缝位置，此过程无需人工示教，免去因工件摆放位置差异而引起的多次人工标校问题，解决工件装夹位置适应性问题。2.本技术中采用安装于焊接机器人焊枪上精定位视觉组件，可多位置采集工件焊缝信息，并进行三维重构，得到完整的工件三维点云，基于三维点云精确解算焊缝位置，并引导焊接机器人焊枪定位至焊缝起点，该方式无需人工示教焊缝焊接路径，不受工件下料偏差、组对位置偏差以及装夹位置偏差影响，具有柔性化高的特点。3.本技术采用全局视觉组件和精定位视觉组件有效结合的方式，可实现整个从工件上料至焊接结束的柔性化和自动化焊接作业。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术的不当限定，在附图中：图1为本技术一种焊接机器人视觉组件的模块连接示意图；图2为本技术一种焊接机器人视觉组件的组成框图；图3为本技术精定位视觉组件结构示意图；图4为本技术一种焊接机器人视觉组件测量方法的工作流程框图。图中：1、全局定位视觉组件；2、全局定位视觉组件固定支架；3、精定位视觉组件；4、精定位视觉组件安装支架；5、机器人焊枪；6、机器人系统；7、工控机；8、供电单元；9、镜头a；10、镜头b；11、相机a；12、相机b；13、镜头保护罩；14、防飞溅挡板；15、滤光片；16、镜头c；17、相机c；18、镜头d；19、相机d；20、结构光光源；21、机械手固定爪；22、焊枪转接板；23、焊枪固定爪；24、视觉组件固定架；25、视觉检测组件；26、焊枪。具体实施方式下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本技术，在此本技术的示意性实施例以及说明用来解释本技术，但并不作为对本技术的限定。如图1、图2所示，本技术一种焊接机器人视觉组件，包括全局定位视觉组件1、全局定位视觉组件固定支架2、精定位视觉组件3、精定位视觉组件安装支架4、机器人焊枪5、焊接机器人系统6、工控机7和供电单元8。全局定位视觉组件1，获取工件图像信息，将工件图像信息发送给工控机，进而通过工控机从焊接工作台背景中提取工件，并识别工件大致焊缝位置，引导焊接机器人单元进行精定位识别；精定位视觉组件3，获取工件焊缝位置图像信息，进而通过工控机分析图像，经图像处理算法后精确识别焊缝位置，引导焊接机器人焊接；工控机7，为焊接机器人系统的控制中心，执行图像处理、数据通信以及焊接机器人的运动控制。焊接机器人单元6，其前端焊枪5上安装有精定位视觉组件安装支架4，精定位视觉组件安装支架4上安装精定位视觉组件3，焊接机器人6接受工控机7的运动位置信息并引导焊枪5运动至焊缝位置处，执行焊接任务。供电单元8，为全局定位视觉组件1及精定位视觉组件3供电。如图1、2所示，焊接机器人视觉组件，包括全局定位视觉组件、精定位视觉组件、工控机、焊接机器人单元和供电单元，全局定位视觉组件和精定位视觉组件分别连接工控机，精定位视觉组件设在机器人焊枪上，机器人焊枪连接至焊接机器人单元，焊接机器人单元连接工控机。如图2所示，其中，全局定位视觉组件1至少为2个相机或摄像头，包括镜头a9、镜头b10、CCD或CMOS相机a11、CCD或CMOS相机b12，或两个摄像机代替相机a11、相机b12和全局定位视觉组件固定支架2，在全局定位视觉组件固定支架2固定全局定位视觉组件1，全局定位视觉组件1识别工件图像信息并定位工件位置，将识别的工件图像信息采集并传递至工控机7。工控机7得到全局定位视觉组件1采集的工件图像信息，从焊接工作台背景中提取工件，并识别工件±10mm误差以内焊缝位置，引导焊接机器人6附带精定位视觉组件3运动到工件焊缝位置进行精定位识别。精定位视觉组件3，为双目、多目或单目多位置CCD或CMOS相机，包括镜头保护罩13、防飞溅挡板14、滤光片15、镜头c16、相机c17、镜头d18、相机d19、结构光光源20和精定位视觉组件安装架4，精定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接机器人视觉组件，其特征在于，包括全局定位视觉组件、精定位视觉组件、工控机、焊接机器人单元和供电单元，所述全局定位视觉组件和精定位视觉组件分别连接工控机，所述精定位视觉组件设在机器人焊枪上，机器人焊枪连接至焊接机器人单元，焊接机器人单元连接工控机。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊接机器人视觉组件，其特征在于，包括全局定位视觉组件、精定位视觉组件、工控机、焊接机器人单元和供电单元，所述全局定位视觉组件和精定位视觉组件分别连接工控机，所述精定位视觉组件设在机器人焊枪上，机器人焊枪连接至焊接机器人单元，焊接机器人单元连接工控机。


2.根据权利要求1所述的焊接机器人视觉组件，其特征在于，所述全局定位视觉组件包括CCD或CMOS相机和摄像头，全局定位视觉组件至少为2个相机或摄像头。


3.根据权利要求1所述的焊接机器人视觉组件，其特征在于，所述精定位视觉组件包括机械手固定爪(21)、视觉组件固定架(24)、视觉检测组件(25)、焊枪转接板(22)、焊枪固定爪(23)和焊枪(26)，所述机械手固定爪(21)连接在焊接机器人上，机械手固定爪(21)下部水平连接一视觉组件固定架(24)，视觉组件固定架(24)下部连接一视觉检测组件(25)；机械手固定爪(21)侧部连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓进，陈武强，吴易明，王永旺，黄荣，董林佳，靳亚丽，摆冬冬，
申请(专利权)人：西安中科光电精密工程有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61