一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床制造技术

本发明专利技术涉及法兰焊接技术领域，具体涉及一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床，包括焊接机器人、三维视觉识别模组和控制系统，三维视觉识别模组安装在焊接机器人，控制系统分别与焊接机器人和三维视觉识别模组连接，三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头分别安装在焊接机器人的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与控制系统连接。该焊接设备可以实时自动识别V形缺口，规划焊接路径。规划焊接路径。规划焊接路径。

【技术实现步骤摘要】
一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床


[0001]本专利技术涉及法兰焊接
，具体涉及一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床。

技术介绍

[0002]在一些口径比较大的管道上用的法兰，其加工过程都是根据法兰周长先将钢板切割成条状，其长度与法兰周长相同，宽度和厚度与法兰毛坯宽度和厚度相同，条状钢板滚弯成圆环状后在首尾接口处焊接，即可成为法兰毛坯。
[0003]但目前大多采用人工焊接的方式，生产效率低且工作环境恶劣，虽然可采用焊接机器人进行焊接，但由于滚弯后法兰毛坯的V形缺口不规则，焊接机器人无法识别不规则的V形缺口并将其焊接填满，同时只能人为在焊接前进行路径规划，在实际焊接过程中，无法根据实际情况灵活改变焊接路径和焊接量。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种用于法兰毛坯的焊接设备。该焊接设备可以实时自动识别V形缺口，规划焊接路径。
[0005]本专利技术的另一个目的是：提供一种一体化机床。该一体化机床可以自动进料并将钢板滚弯制成法兰毛坯。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种用于法兰毛坯的焊接设备，包括焊接机器人、三维视觉识别模组和控制系统，三维视觉识别模组安装在焊接机器人，控制系统分别与焊接机器人和三维视觉识别模组连接；
[0007]三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头分别安装在焊接机器人的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与控制系统连接。
>[0008]进一步的，还包括红外视觉感知摄像头，红外视觉感知摄像头安装在焊接机器人的前端臂，红外视觉感知摄像头与控制系统连接。
[0009]进一步的，二维摄像头的镜头安装有偏光片。
[0010]进一步的，还包括焊前识别模组，焊前识别模组包括焊前二维摄像头、焊前激光扫描摄像头和外壳，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头均安装在外壳，外壳与法兰毛坯的V形缺口相对，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头分别与控制系统连接。
[0011]进一步的，控制系统内安装有三维视觉传感器。
[0012]为了达到上述另一个目的，本专利技术采用如下技术方案：一种一体化机床，包括机床本体、自动送料机构、回转工作台和上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备，回转工作台安装在机床本体，回转工作台与自动送料机构的出料口连接，上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备与回转工作台相对，上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备分别与机床本体和自动送料机构连接。
[0013]进一步的，回转工作台包括弯曲油缸、工作台本体和回转模具，弯曲油缸安装在机床本体，弯曲油缸的输出端与回转模具相对应，回转模具安装在回转工作台，法兰毛坯安装在回转模具。
[0014]进一步的，弯曲油缸的输出端安装有滚轮。
[0015]总的说来，本专利技术具有如下优点：(1)二维摄像头和激光扫描摄像头安装在焊接机器人的前端臂，其镜头正对V形缺口，可以实时识别不规则的V形缺口，将信息传输至控制系统，使焊接机器人可以实时自动的规划焊接路径。
[0016](2)红外视觉感知摄像头可对焊接处V形缺口的场景深度信息进行估算，从而对V形缺口的场景进行三维重建，实时控制焊接机器人的焊接量，焊接填充效果好。
[0017](3)偏光片可以减弱焊接时产生的强烈弧光，使三维识别模组的识别效果更好。
[0018](4)焊前识别模组可用于焊前对V形缺口进行扫描识别，提前规划焊接路径。
[0019](5)该一体化机床上安装有自动进料机构，可以自动将钢板送入回转工作台并滚弯制得法兰毛坯后即可立即进行焊接工作，提高了生产效率。
附图说明
[0020]图1是本专利技术的结构示意图。
[0021]图2是本专利技术焊接机器人处的局部放大图。
[0022]其中：1为焊接机器人，2为摄像头组，3为红外视觉感知摄像头，4为法兰毛坯，5为机床本体，6为自动送料机构，7为控制系统，8为弯曲油缸，9为工作台本体，10为回转模具，11为焊前识别模组。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。
[0024]如图1
‑
2所示，一种用于法兰毛坯的焊接设备，包括焊接机器人1、三维视觉识别模组和控制系统7，三维视觉识别模组安装在焊接机器人1，控制系统7分别与焊接机器人1和三维视觉识别模组连接，焊接机器人1的前端臂与法兰毛坯4的V形缺口相对；
[0025]三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头安装在焊接机器人1的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头集成于一体，形成摄像头组2，三维视觉传感器安装在控制系统7内，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与三维视觉传感器连接，二维摄像头和激光扫描摄像头相配合可以将V形缺口的特征信息传输至三维视觉传感器，三维视觉传感器处理信息后获得V形缺口的特征映射，并将其转换为控制系统数据传输至控制系统7，控制系统7根据收到的信息规划焊接路径并控制焊接机器人1。
[0026]在本实施例中，该焊接设备还包括红外视觉感知摄像头3，红外视觉感知摄像头3安装在焊接机器人1的前端臂，红外视觉感知摄像头3在焊接时可跟随焊接机器人1，实时与法兰毛坯4的V形缺口相对，红外视觉感知摄像头3与控制系统7连接，可实时收集焊接点位，识别焊接点位的行为轨迹，并将这些信息传送至控制系统7，控制系统7利用内置的应用程序，可交互地执行对象检测和追踪、运动评估、三维点云处理和传感器融合，使用卷积神经网络(CNN)，运用深度学习进行图像分类、回归分析，达到三维深度视觉信号感知的目的，进一步的使控制系统控制焊接机器人1，控制焊接填充效果。
[0027]具体的，二维摄像头的镜头安装有偏光片，偏光片可以过滤焊接弧光的强烈照射，使得二维摄像头实时传输的V形缺口的形貌特征效果更好。
[0028]该焊接设备还包括焊前识别模组11，焊前识别模组11包括焊前二维摄像头、焊前激光扫描摄像头和外壳，外壳安装在机床上，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头均安装在外壳内，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头的镜头均与法兰毛坯4的V形缺口相对，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头分别与控制系统7内的三维视觉传感器连接，焊前识别模组可用于焊前对V形缺口进行扫描识别，提前规划焊接路径，没有偏光片，拍摄的信息效果更好，也无需在原有的摄像头组上拆装偏光片，简化操作。
[0029]一种一体化机床，包括机床本体5、自动送料机构6、回转工作台和上述的焊接设备，回转工作台安装在机床本体5，回转工作台与自动送料机构6的出料口连接，控制系统7分别与机床本体5和自动送料机构6连接，在本实施例中，自动送料机构6安装有闸刀和距离传感器，距离传感器和闸刀分别与控制系统连接，距离传感器可感知送料长度，当送料长度满足要求时，自动送料机构6停止运行，闸刀即可将钢板切断。
[0030]具体的，回转工作台包括弯曲油缸8、工作台本体9和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于法兰毛坯的焊接设备，其特征在于，包括焊接机器人、三维视觉识别模组和控制系统，三维视觉识别模组安装在焊接机器人，控制系统分别与焊接机器人和三维视觉识别模组连接；三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头分别安装在焊接机器人的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与控制系统连接。2.根据权利要求1所述的一种用于法兰毛坯的焊接设备，其特征在于，还包括红外视觉感知摄像头，红外视觉感知摄像头安装在焊接机器人的前端臂，红外视觉感知摄像头与控制系统连接。3.根据权利要求1所述的一种用于法兰毛坯的焊接设备，其特征在于，二维摄像头的镜头安装有偏光片。4.根据权利要求1所述的一种用于法兰毛坯的焊接设备，其特征在于，还包括焊前识别模组，焊前识别模组包括焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头和外壳，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头安装在外壳，外壳与法兰毛坯的V形缺口相对，焊前二维摄...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋丽华，梅子翘，康俊远，郭大伊，
申请(专利权)人：广东轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：