基于重力感应与视觉传感融合的待焊工件表面绝对空间姿态检测装置及方法制造方法及图纸

本申请提出一种基于重力感应与视觉传感融合的待焊工件表面绝对空间姿态检测装置和方法。方法包括，在焊接过程中，装置向待焊工件表面投射组合激光线，利用相机拍摄获取组合激光线图像，对图像进行处理，提取激光线特征值，利用焊枪相对于待焊工件表面的空间位姿检测算法，获取焊枪相对于待焊工件表面的相对空间位姿，重力感应装置检测并获取焊枪相对于重力加速度方向的绝对空间姿态，融合获取的两个空间姿态，通过坐标变换，计算出待焊工件表面的绝对空间姿态。可实现对焊枪相对于待焊工件焊接接头(坡口、焊缝)的相对空间位姿进行符合对应待焊工件相对于重力加速度方向的绝对空间姿态的适应性实时调整与控制，达到更好的焊缝成形质量控制效果。成形质量控制效果。成形质量控制效果。

【技术实现步骤摘要】
基于重力感应与视觉传感融合的待焊工件表面绝对空间姿态检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及焊接机器人设备技术及视觉传感领域，特别涉及一种基于重力感应与视觉传感融合的待焊工件表面绝对空间姿态检测装置及方法。

技术介绍

[0002]焊接是现代制造业不可或缺且应用广泛的金属构件成形制造技术，计算机与机器人技术的飞速发展使焊接制造的自动化与智能化水平日益提高。检测与控制是焊接自动化技术的核心，也是实现智能化焊接的基础。其中，检测系统用于获取影响焊缝成形质量的关键信息，控制系统用于调整和控制焊接运动轨迹及焊枪相对于焊接接头(坡口、焊缝)的相对位置和姿态、保障焊缝成形质量。因此，提升检测系统所获取信息的全面性，是进一步提高焊接自动化与智能化程度、控制焊缝成形质量的有效途径。
[0003]对于金属结构件的空间位置焊接，除了焊接电流与电弧电压外，焊枪相对于待焊工件焊接接头(坡口、焊缝)的相对空间位置与姿态对焊缝成形质量也有重要影响。焊接工艺中，焊枪相对于待焊工件焊接接头(坡口、焊缝)的前后倾角与左右摆角通常由待焊工件焊接接头(坡口、焊缝)的绝对空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重力感应与视觉传感融合的待焊工件表面绝对空间姿态检测装置，其特征在于，包括：焊枪固连架，所述焊枪固连架与焊枪相连；激光发射器组件，所述激光发射器组件通过激光发射器固定座连接在所述焊枪固连架上，用于向待焊工件上表面及焊接接头投射组合激光线；相机，所述相机与所述焊枪固连架相连，用于在焊接过程中实时拍摄图像；重力感应装置，所述重力感应装置通过重力感应装置支撑架连接在所述焊枪固连架上，用于检测所述焊枪的中轴线相对于重力加速度方向的两个夹角分量，以实时感知所述焊枪相对于所述重力加速度方向的绝对空间姿态。2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述用于在焊接过程中实时拍摄图像，包括：采用所述相机获取包含所述激光发射器组件投射在所述待焊工件上表面及焊接接头的组合激光线的焊接接头图像。3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：镜头，所述镜头设在所述相机的前端，用于调节所述相机的光学参数。4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：滤光系统，所述滤光系统设在所述镜头前端用于滤除弧光与自然光。5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，还包括：防飞溅板，所述防飞溅板设在所述焊枪的末端与所述镜头和所述滤光系统之间，用于保护所述镜头、滤光系统和激光发射器组件不受焊接飞溅污染。6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述激光发射器组件包括：第一激光发射器、第二激光发射器与第三激光发射器，其中，所述第一激光发射器、所述第二激光发射器与所述第三激光发射器依次设于所述相机的焊接前进方向上；所述第一激光发射器的中轴线、所述第二激光发射器的中轴线与所述第三激光发射器的中轴线平行，均位于所述焊枪的中轴线、所述相机的光学中轴线所构成的平面内，且与所述焊枪的中轴线之间的夹角为θ，θ满足关系式25
°
≤θ≤35
°
；所述第一激光发射器的激光投射面与所述第二激光发射器的激光投射面平行，且与所述焊枪的中轴线、所述相机的光学中轴线所构成的平面垂直；所述第三激光发射器的激光投射面与所述焊枪的中轴线、所述相机的光学中轴线所构成的平面重合，且与所述第一激光发射器的激光投射面和所述第二激光发射器的激光投射面垂直。7.根据权利要求1所述的检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志明，张天一，朱传辉，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：