一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法技术

本发明专利技术公开一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法，通过将视觉识别的焊缝位置发送给机器人，机器人运动至磁极铁托板指定位置进行自动化焊接实现的。利用视觉传感器进行磁极图像采集、点云生成、焊缝提取，将数据传送给机器人，自动的对磁极铁托板焊缝进行定位并生成焊接轨迹。焊接轨迹沿长边后短边再长边又短边回转进行，机器人按照焊接轨迹，设定的焊接姿态，按照焊接工艺规范实现对安装压紧工具下铁托板焊缝的焊接。使用本发明专利技术可实现水轮发电机组磁极铁托板的焊接。焊接通用性及自动化程度大大提高，可以有效提升焊缝的质量，提高生产效率。生产效率。生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法


[0001]本专利技术涉及水轮发电机组的生产制造领域，尤其涉及一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法。

技术介绍

[0002]磁极是水轮发电机组的关键部件之一，为保证线圈和铁心的整体一致性，需要在T尾端焊接铁托板。磁极铁托板材料一般为碳素结构钢，长度1200mm～3600mm，宽度300mm～700mm，焊缝为周向间断焊缝，焊缝形式为角焊缝，焊角4mm～6mm，每段焊缝长度100mm或140mm,间距100mm。传统采用手工气保焊，焊接外观质量稳定性差，飞溅大，清理打磨时存在铁屑进入磁极破坏绝缘的风险，由于焊缝外观质量差、焊缝断裂，多次出现很大质量损失和严重形象影响等问题。亟需一种质量稳定性高的工艺方法。
[0003]机器人焊接常替代手工焊以获取稳定可靠的质量，一般基于示教编程或离线编程，但对于磁极这种定制化小批量工件，不同项目，磁极尺寸不同，需要重新进行示教编程或离线编程，编程工作量大，自动化程度体现不明显，生产效率较低。随着计算机技术和传感器技术的发展，为机器人焊接添加眼睛、添加可思考的大脑是智能化制造工艺的必然发展趋势。

技术实现思路

[0004]为了克服
技术介绍
中磁极铁托板手工焊接质量不稳定、基于示教编程和离线编程机器人焊接编程工作量大生产效率低的难题，本专利技术提供一种新的基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法，具体包括以下步骤：
[0005]步骤1：铁托板装配固定在磁极上，焊接机器人加装视觉模块，对铁托板进行焊接；
[0006]步骤2：焊缝视觉识别定位：采用视觉模块对焊缝进行图像采集，首先沿铁托板第一长边焊缝采集，视觉模块水平逆时针旋转90
°
，再沿铁托板第一短边焊缝采集，视觉模块再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二长边焊缝采集，视觉模块再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二短边焊缝采集，采集得到一组图像，经图像处理生成点云，提取焊缝位置数据，发送给焊接机器人；
[0007]步骤3：安装压紧工具，相邻两个压紧工具间隔500mm～600mm的距离，压紧螺杆让出焊缝位置；
[0008]步骤4：设定焊接姿态：以磁极铁托板第一长边焊缝为基准，设定焊枪喷嘴与第一长边焊缝距离和角度；
[0009]步骤5：焊接路径规划：焊接机器人自铁托板第一长边焊缝一端开始向另一端焊接，顺序焊接铁托板第一短边焊缝，然后顺序焊接铁托板第二长边焊缝，再焊接铁托板第二短边焊缝，在压紧工具前一段焊缝焊接完毕后将焊枪沿焊枪喷嘴的中心轴线提起200mm～300mm，沿焊接前进方向行走100mm～120mm，再焊接下一段焊缝；
[0010]步骤6：正式焊接：采用脉冲MIG焊接方法。
[0011]在上述基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法中，所述步骤4中，焊枪喷嘴与第一长边焊缝距离14mm～16mm，焊枪喷嘴与焊接方向角度为90
°
～110
°
，焊枪喷嘴在竖直方向上向下倾斜的角度为30
°
～45
°
。
[0012]在上述基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法中，所述步骤6中，焊丝为φ1.2mm的ER50
‑
6，保护气体为78％Ar+22％CO2，气体流量为15L/min～20L/min，焊接工艺参数为电流200A～240A，电压22V～26V，焊接速度25cm/min～40cm/min。
[0013]由于采用以上的技术方案，本专利技术的有益效果是：
[0014]1.本专利技术是水轮发电机组磁极铁托板焊接工艺方法上的革新。本专利技术所使用的工艺方法，焊接质量稳定可靠，不受人为因素影响，大大提升了磁极铁托板焊接质量和外观形貌。
[0015]2.本专利技术所使用的自动化焊接方法，节省人工对焊缝的示教编程和离线编程，提高效率。
[0016]3.本专利技术所使用的机器人视觉识别定位技术，借助视觉传感代替人的肉眼进行焊接路径的识别，并且对焊接路径进行轨迹规划，达到机器人能自主进行示教的目的，从而大大提高焊接机器人的智能化自动化水平。
[0017]4.本专利技术是对传统焊接方法的革新，可以推广到水轮发电机组中上齿压板、磁轭导风圆盘等产品焊接，推广到装备制造同行生产中，产生显著的社会效益。
附图说明
[0018]图1为磁极铁托板机器人自动化焊接的示意图。
[0019]图2为磁极铁托板焊缝示意图。
[0020]图中标记说明：1
‑
铁托板，2
‑
磁极，3
‑
焊接机器人，4
‑
视觉模块，5
‑
铁托板第一长边焊缝，6
‑
铁托板第一短边焊缝，7
‑
铁托板第二长边焊缝，8
‑
铁托板第二短边焊缝，9
‑
压紧工具，10
‑
压紧螺杆，11
‑
焊枪喷嘴，12
‑
焊枪喷嘴的中心轴线。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。
[0022]具体实施方式一：参照图1至图2说明本实施方式，本实施方式提供了一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法，所述方法是通过如下步骤实现的：
[0023]步骤1：铁托板1装配固定在磁极2上，焊接机器人3加装视觉模块4，视觉计算焊缝数据点通过TCP/IP通讯传递给焊接机器人3，焊接机器人3在接收到指令后进行解析并执行相应的运动，对铁托板1进行焊接；
[0024]步骤2：焊缝视觉识别定位：采用视觉模块4进行图像采集，首先沿铁托板第一长边焊缝5行进并拍照采集，视觉模块4水平逆时针旋转90
°
，再沿铁托板第一短边焊缝6行进并拍照采集，视觉模块4再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二长边焊缝7行进并拍照采集，视觉模块4再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二短边焊缝8行进并拍照采集，进行去畸变、解相位等图像处理，获取磁极铁托板表面点云信息，提取焊缝位置，转换得到实际三维焊缝位置信息，发送给焊接机器人3；
[0025]步骤3：安装压紧工具9，相邻两个压紧工具9间隔500mm～600mm的距离，压紧螺杆
10让出焊缝位置；
[0026]步骤4：设定焊接姿态：以磁极铁托板第一长边焊缝5为基准，设定焊枪喷嘴11与第一长边焊缝5距离和角度；
[0027]步骤5：焊接路径规划：焊接机器人3自铁托板第一长边焊缝5一端开始向另一端焊接，顺序焊接铁托板第一短边焊缝6，然后顺序焊接铁托板第二长边焊缝7，再焊接铁托板第二短边焊缝8，在压紧工具9前一段焊缝焊接完毕后将焊枪沿焊枪喷嘴11的中心轴线12提起200mm～300mm，沿焊接前进方向行走100mm～120mm，再焊接下一段焊缝，以避开压紧工具；
[0028]步骤6：正式焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法，其特征包括如下步骤：步骤1：铁托板(1)装配固定在磁极(2)上，焊接机器人(3)加装视觉模块(4)，对铁托板(1)进行焊接；步骤2：焊缝视觉识别定位：采用视觉模块(4)对焊缝进行图像采集，首先沿铁托板第一长边焊缝(5)采集，视觉模块(4)水平逆时针旋转90
°
，再沿铁托板第一短边焊缝(6)采集，视觉模块(4)再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二长边焊缝(7)采集，视觉模块(4)再水平逆时针旋转90
°
，沿铁托板第二短边焊缝(8)采集，采集得到一组图像，经图像处理生成点云，提取焊缝位置数据，发送给焊接机器人(3)；步骤3：安装压紧工具(9)，相邻两个压紧工具(9)间隔500mm～600mm的距离，压紧螺杆(10)让出焊缝位置；步骤4：设定焊接姿态：以磁极铁托板第一长边焊缝(5)为基准，设定焊枪喷嘴(11)与第一长边焊缝(5)距离和角度；步骤5：焊接路径规划：焊接机器人(3)自铁托板第一长边焊缝(5)一端开始向另一端焊接，顺序焊接铁托板第一短边焊缝(6)，然后顺...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏方锴，贾瑞燕，周宇飞，徐勇，邱飞达，周吉源，李海星，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：