图像采集设备的调整设备、焊接机器人系统及其控制方法技术方案

本申请提供了一种图像采集设备的调整设备、焊接机器人系统及其控制方法，该调整设备包括：位置调节机构，其中，第一电机与第一传动组件的第一端连接，滑动组件的正面可滑动地安装在第一传动组件上；第一固定机构，第一端用于与图像采集设备连接；水平调节机构，其中，第二电机的第一端位于滑动组件的背面上，第二电机的第二端与固定件的第一端连接，固定件的第二端与第一固定机构的第一端转动连接；俯仰调节机构，其中，第三电机的第一端位于滑动组件的背面上，第三电机的第二端与移动组件的第一端连接，移动组件的第二端具有沿第一方向设置的轨道，第一固定机构的的第二端位于轨道中。本申请解决了焊接过程中，熔池相机需要人工调整的问题。整的问题。整的问题。

【技术实现步骤摘要】
图像采集设备的调整设备、焊接机器人系统及其控制方法


[0001]本申请涉及焊接
，具体而言，涉及一种图像采集设备的调整设备、焊接机器人系统、其控制方法、控制装置以及焊接系统。

技术介绍

[0002]熔池相机属于工业相机在焊接领域的一个特殊应用，适用于等离子焊、氩弧焊、气保焊和激光焊接中熔池在线监测和图像采集等场合，考虑到焊接环境的恶劣性及调节的不便性，熔池相机的自适应调节装置对于提升焊接效率和焊接进度至关重要。
[0003]在大型户外气保焊焊接过程中，因焊接领域不同，焊板厚度在几毫米到几百毫米不等，在焊接的过程中焊丝随着焊接工艺的进行发生动态的转移，普通的熔池相机支架多起到固定作用，无法在焊接过程中进行调节，焊接过程中成像区域发生了偏移则需要停弧调节，影响焊接速率和焊接效率，且机器人在爬行的过程中人工无法触及，调节难度大，过程繁琐。
[0004]熔池相机多应用于金属焊接中的在线监测，由于焊接领域的特殊性，焊接工况和熔池相机搭载的结构体会根据需求和适用场合进行匹配，目前市场上熔池相机多以光学元器件进行出售，并无配套的安装支架和调节支架，或是根据临时场景简单搭建的固定支架，调节难度高、场景适应能力差，不适用于户外气保焊大型结构件焊接。
[0005]因此，焊接机器人的熔池相机在焊接过程中需要人工调整位置和角度，影响焊接效率，是现在亟需解决的问题。

技术实现思路

[0006]本申请的主要目的在于提供一种图像采集设备的调整设备、焊接机器人系统、其控制方法、控制装置以及焊接系统，以解决现有技术中焊接机器人的熔池相机在焊接过程中需要人工调整位置和角度，影响焊接效率的问题。
[0007]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种图像采集设备的调整设备，包括：位置调节机构，包括第一电机、第一传动组件以及滑动组件，所述第一电机与所述第一传动组件的第一端连接，所述滑动组件具有相对的正面和背面，所述滑动组件的正面可滑动地安装在所述第一传动组件上，所述第一电机转动带动所述滑动组件沿所述第一传动组件移动；第一固定机构，所述第一固定机构的第一端用于与所述图像采集设备连接；水平调节机构，包括固定件以及第二电机，所述第二电机的第一端位于所述滑动组件的背面上，所述第二电机的第二端与所述固定件的第一端连接，所述固定件的第二端与所述第一固定机构的第一端转动连接，所述第二电机转动以通过所述固定件带动所述图像采集设备在第一方向上转动；俯仰调节机构，包括第三电机以及移动组件，所述第三电机的第一端位于所述滑动组件的背面上，所述第三电机的第二端与所述移动组件的第一端连接，所述移动组件的第二端具有沿所述第一方向设置的轨道，所述第一固定机构的的第二端位于所述轨道中，所述第三电机转动带动所述移动组件在第二方向上移动，使得所述第一固定机构带动所述图像
采集设备在所述第二方向上转动，所述第二方向与所述第一方向垂直。
[0008]可选地，所述第一固定机构包括：第一固定环，用于套设在所述图像采集设备上，所述第一固定环的轴线与所述图像采集设备的光轴平行；第二固定环，所述第二固定环的外环壁与所述第一固定环的外环壁相切，所述第二固定环的轴线与所述第一固定环的轴线垂直；伸缩杆，所述伸缩杆的第一端与所述第二固定环的外壁连接，所述伸缩杆的第二端为所述第一固定机构的第二端，所述伸缩杆垂直于所述第二固定环的轴线。
[0009]可选地，所述固定件包括：第一联轴器，所述第一联轴器的第一端为所述固定件的第一端；支撑轴，所述支撑轴的第一端与所述第一联轴器的第二端连接，所述支撑轴的第二端具有第三固定环，所述第三固定环以及所述第二固定环共轴线；旋转阻尼器，所述旋转阻尼器为所述固定件的第二端，所述第二固定环以及所述第三固定环分别套设在所述旋转阻尼器上。
[0010]可选地，所述移动组件包括：内套筒，固定在所述滑动组件的背面上，且套设在所述第二电机外；外套筒，套设在所述内套筒外，且所述外套筒的内筒壁与所述内套筒的外筒壁滑动连接；所述轨道，与所述外套筒远离所述滑动组件的一端连接，所述轨道为环型轨道；固连支架，所述固连支架的第一端与所述外套筒的外管壁连接；第二传动组件，所述第二传动组件的第一端与所述固连支架的第二端连接，所述第二传动组件的第二端为所述移动组件的第一端，所述第三电机转动的情况下，所述第二传动组件沿所述第二方向移动，以通过所述固连支架带动所述外套筒沿所述第二方向移动。
[0011]可选地，所述第一传动组件具有正面和背面，所述滑动组件位于所述第一传动组件的正面，所述调整设备还包括：第二固定机构，包括连接的第一固定板以及第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板之间的夹角小于90
°
，所述第一固定板远离所述第二固定板的表面用于与爬行机器人连接，所述第二固定板远离所述第一固定板的表面与所述第一传动组件的背面连接。
[0012]可选地，所述位置调节机构还包括：第二联轴器，所述第一电机以及所述第一传动组件通过所述第二联轴器连接。
[0013]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种焊接机器人，包括：爬行机器人；任一种所述的图像采集设备的调整设备，所述爬行机器人与所述调整设备的第一传动组件连接。
[0014]根据本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种所述的焊接机器人的控制方法，包括：获取图像采集设备采集的第一图像和/或第二图像、第一距离以及第二距离，其中，所述第一图像为包括焊丝末端的图像，所述第二图像为包括熔池的图像，所述第一距离为预设的物距，所述第二距离为所述图像采集设备与所述焊丝末端之间的距离；在所述第一距离与所述第二距离的差值大于第一预设值的情况下，根据所述差值控制所述第一电机运行，以调整所述差值，使得调整后的所述差值小于或者等于所述第一预设值；在第一位置不位于第一区域内和/或第二位置不位于第二区域内的情况下，根据所述第一位置和/或所述第二位置，控制所述第二电机以及所述第三电机运行，以调整所述第一位置和/或所述第二位置，使得调整后的所述第一位置位于所述第一区域内和/或调整后的所述第二位置位于第二区域内，其中，所述第一位置为所述焊丝末端的中心点在所述第一图像中的位置，所述第二位置为所述熔池的中心点在所述第二图像中的位置。
[0015]可选地，所述第一图像有连续多帧，在根据所述第一位置和/或所述第二位置，控制所述第二电机以及所述第三电机运行之前，在获取图像采集设备采集的第一图像和/或第二图像、第一距离以及第二距离之后，所述方法还包括：执行以下至少之一：采用帧间差分法对连续多帧所述第一图像进行处理，得到所述焊丝末端的位置信息、采用边缘检测法从所述第二图像中提取所述熔池的图像，得到所述熔池的位置信息。
[0016]可选地，根据所述第一位置和/或所述第二位置，控制所述第二电机以及所述第三电机运行，包括：根据所述第一位置，确定第三距离，和/或，根据所述第二位置，确定第四距离，其中，所述第三距离为所述第一位置与所述第一图像的中心点之间的距离，所述第四距离为所述第二位置与所述第二图像的中心点之间的距离；对所述第三本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像采集设备的调整设备，其特征在于，包括：位置调节机构，包括第一电机、第一传动组件以及滑动组件，所述第一电机与所述第一传动组件的第一端连接，所述滑动组件具有相对的正面和背面，所述滑动组件的正面可滑动地安装在所述第一传动组件上，所述第一电机转动带动所述滑动组件沿所述第一传动组件移动；第一固定机构，所述第一固定机构的第一端用于与所述图像采集设备连接；水平调节机构，包括固定件以及第二电机，所述第二电机的第一端位于所述滑动组件的背面上，所述第二电机的第二端与所述固定件的第一端连接，所述固定件的第二端与所述第一固定机构的第一端转动连接，所述第二电机转动以通过所述固定件带动所述图像采集设备在第一方向上转动；俯仰调节机构，包括第三电机以及移动组件，所述第三电机的第一端位于所述滑动组件的背面上，所述第三电机的第二端与所述移动组件的第一端连接，所述移动组件的第二端具有沿所述第一方向设置的轨道，所述第一固定机构的的第二端位于所述轨道中，所述第三电机转动带动所述移动组件在第二方向上移动，使得所述第一固定机构带动所述图像采集设备在所述第二方向上转动，所述第二方向与所述第一方向垂直。2.根据权利要求1所述的调整设备，其特征在于，所述第一固定机构包括：第一固定环，用于套设在所述图像采集设备上，所述第一固定环的轴线与所述图像采集设备的光轴平行；第二固定环，所述第二固定环的外环壁与所述第一固定环的外环壁相切，所述第二固定环的轴线与所述第一固定环的轴线垂直；伸缩杆，所述伸缩杆的第一端与所述第二固定环的外壁连接，所述伸缩杆的第二端为所述第一固定机构的第二端，所述伸缩杆垂直于所述第二固定环的轴线。3.根据权利要求2所述的调整设备，其特征在于，所述固定件包括：第一联轴器，所述第一联轴器的第一端为所述固定件的第一端；支撑轴，所述支撑轴的第一端与所述第一联轴器的第二端连接，所述支撑轴的第二端具有第三固定环，所述第三固定环以及所述第二固定环共轴线；旋转阻尼器，所述旋转阻尼器为所述固定件的第二端，所述第二固定环以及所述第三固定环分别套设在所述旋转阻尼器上。4.根据权利要求1至3中任一项所述的调整设备，其特征在于，所述移动组件包括：内套筒，固定在所述滑动组件的背面上，且套设在所述第二电机外；外套筒，套设在所述内套筒外，且所述外套筒的内筒壁与所述内套筒的外筒壁滑动连接；所述轨道，与所述外套筒远离所述滑动组件的一端连接，所述轨道为环型轨道；固连支架，所述固连支架的第一端与所述外套筒的外管壁连接；第二传动组件，所述第二传动组件的第一端与所述固连支架的第二端连接，所述第二传动组件的第二端为所述移动组件的第一端，所述第三电机转动的情况下，所述第二传动组件沿所述第二方向移动，以通过所述固连支架带动所述外套筒沿所述第二方向移动。5.根据权利要求1至3中任一项所述的调整设备，其特征在于，所述第一传动组件具有正面和背面，所述滑动组件位于所述第一传动组件的正面，所述调整设备还包括：
第二固定机构，包括连接的第一固定板以及第二固定板，所述第一固定板与所述第二固定板之间的夹角小于90
°
，所述第一固定板远离所述第二固定板的表面用于与爬行机器人连接，所述第二固定板远离所述第一固定板的表面与所述第一传动组件的背面连接。6.根据权利要求1至3中任一项所述的调整设备，其特征在于，所述位置调节机构还包括：第二联轴器，所述第一电机以及所述第一传动组件通过所述第二联轴器连接。7.一种焊接机器人，其特征在于，包括：爬行机器人；权利要求1至6中任一项所述的图像采集设备的调整设备，所述爬行机器人与所述调整设备的第一传动组件连接。8.一种权利要求7所述的焊接机器人的控制方法，其特征在于，包括：获取图像采集设备采集的第一图像和/或第二图像、第一距离以及第二距离，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯消冰，陈艳北，刘爱平，
申请(专利权)人：北京博清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：