CN108262586A - 视觉6关节机械手焊接应用技术 - Google Patents

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    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0252Steering means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for

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Abstract

本发明公开了视觉6关节机械手焊接应用技术,包括控制箱、固定横杆、工控机和固定竖杆,所述控制箱的下端外表面设置有滑块,所述滑块的下端外表面设置有滑轨,所述控制箱的一侧外表面设置有控制面板,所述控制箱的上端外表面设置有焊接***架,所述焊接***架的上端外表面设置有传动箱,所述传动箱的一侧外表面设置有电机箱。该视觉6关节机械手焊接应用技术,运用了视觉三维建模技术,通过复杂的运算与标定,使机器人的三维坐标与被加工零件的三维坐标重合的高科技技术,比二维视觉的应用更为广阔,基于三维视觉的优势,它能对各种非标加工件进行加工,并且通过精确的运算,使加工出来的零件精度更高。

Description

视觉6关节机械手焊接应用技术
技术领域
本发明涉及焊接技术领域,具体为视觉6关节机械手焊接应用技术。
背景技术
现今的焊接加工机器人可以说是瓶颈阶段,视觉6关节机械手焊接技术的开拓必定能给智能焊接行业带了巨大的冲击,可以节省大量的劳动力与增加机械加工的安全指数,而视觉自动焊接机器人就是突破这个瓶颈的重要技术,目前市场上缺少的正是这样的技术突破,而我们的视觉智能机器人已经向这个方向迈出至关重要的一步,现有的技术针对复杂的工作环境,处理不够及时,操作复杂,比较繁琐,需要聘请专业人才,给实际使用带来一定的不利影响。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了视觉6关节机械手焊接应用技术,该视觉6关节机械手焊接应用技术,使用红外三维定位焊接机器人,运用了红外三维建模技术,通过复杂的运算与标定,使机器人的三维坐标与被加工零件的三维坐标重合的高科技技术,比二维视觉的应用更为广阔。它的应用广泛,基于三维视觉的优势,它能对各种非标加工件进行加工,打破了以往那种一台机器只能加工一种零件的模式,更换加工件时不用再次进行繁琐的示教,并且通过精确的运算,使加工出来的零件精度更高,为焊接行业带来重大的突破。
(二)技术方案
为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:视觉6关节机械手焊接应用技术,包括控制箱、固定横杆、工控机和固定竖杆,所述控制箱的下端外表面设置有滑块,所述滑块的下端外表面设置有滑轨,所述控制箱的一侧外表面设置有控制面板,所述控制箱的上端外表面设置有焊接***架,所述焊接***架的上端外表面设置有传动箱,所述传动箱的一侧外表面设置有电机箱,所述传动箱的另一侧外表面设置有焊接保护壳,所述保护壳的下端外表面设置有焊接枪固定环,所述焊接枪固定环的下端外表面设置有焊接枪杆,所述焊接枪杆的下端外表面活动连接有焊接枪头,所述工控机的一侧外表面设置有输出口,所述工控机的一侧外表面靠近输出口的一侧设置有输入口,所述工控机的上端外表面设置有托架,所述托架的上端外表面设置有教导***柄,所述教导***柄的上端外表面设置有教导枪主体,所述教导枪主体的一侧外表面设置有教导枪管,所述教导枪管的一侧外表面设置有教导枪头,所述教导枪主体的另一侧外表面设置有配对键,所述教导枪主体的另一侧外表面靠近配对键的一侧设置有开始键,所述教导枪主体的另一侧外表面靠近配对键的另一侧设置有暂停键,所述固定竖杆的上端外表面设置有固定块,所述固定竖杆的外表面中部设置有连接管,所述连接管的一侧外表面设置有固定横杆,所述固定横杆的一侧外表面设置有一号摄像头,所述固定横杆的另一侧外表面设置有二号摄像头,所述控制箱与输出口通过电线相连,所述固定竖直杆与输入口通过电线相连。
优选的,所述教导***柄的一侧外表面设置有扳机,所述教导枪主体的内部设置有电池,电池与扳机电性连接。
优选的,所述焊接固定环的内表面设置有螺纹,所述焊接枪头的一侧外表面设置有螺纹,且焊接固定环与焊接枪头活动连接。
优选的,所述滑轨的数量为两组,且滑轨平行放置,且滑轨的下端外表面设置有滑轮,滑轮的数量为四组。
优选的,所述教导枪头的的一侧外表面设置有螺纹,教导枪管的一侧内表面设置有螺纹,且教导枪头与教导枪管为活动连接。
优选的,所述开始键、配对键和暂停键的大小规格相同,且开始键、配对键和暂停键均与教导枪主体为活动连接。
优选的,所述一号摄像头与二号摄像头的大小规格相同,且一号摄像头与二号摄像头均与连接管活动连接。
优选的,所述焊接***架分为上半部和下半部,且焊接***架的上半部和下半部连接处设置有连接轴,且焊接***架的上半部和下半部通过连接轴活动连接。
优选的,所述输出口与输入口均与工控机固定连接,且输出口与输入口孔径大小相同。
优选的,所述焊接枪杆与焊接保护壳活动连接,且焊接枪杆的外表面涂有防锈涂层。
(三)有益效果
本发明提供了视觉6关节机械手焊接应用技术,具备以下有益效果:
(1)、该视觉6关节机械手焊接应用技术,填补了该技术的空白,缩短了产品改型换代的准备周期,减少相应的设备投资,使焊接机器应用更加广泛。
(2)、该视觉6关节机械手焊接应用技术,填写空间点集所形成的轨迹上的特征点及其属性分析的空白,使测量点集与机器联系,进而提升机器工业发展。
(3)、该视觉6关节机械手焊接应用技术,解决机器人操作难的问题,降低了对工人操作技术的要求,改善工人劳动强度,可在有害环境下工作。
(4)、视觉6关节机械手焊接应用技术,智能焊接行业必将带来了巨大的冲击,可以节省大量的劳动力与增加机械加工的安全指数。
(5)、该视觉6关节机械手焊接应用技术,无需专业人员计算,通过计算机高速处理运算,从而提高定位效率,及时确定工作方案。
附图说明
图1为本发明视觉6关节机械手焊接应用技术的整体结构示意图;
图2为本发明视觉6关节机械手焊接应用技术的扣放大图;
图3为本发明视觉6关节机械手焊接应用技术的图2中A处放大图;
图4为本发明视觉6关节机械手焊接应用技术的图2中B处的放大图;
图5为本发明多红外传感器三维坐标姿态获取技术的整体操作原理框图;
图6为本发明空间含姿态点集轨迹处理技术的运算流程图;
图7为本发明空间含姿态点集轨迹处理技术的斜率判断流程图;
图8为本发明焊接轨迹工艺处理算法的操作示意图;
图中:1固定块、2一号摄像头、3固定竖杆、4固定横杆、5二号摄像头、6连接管、7焊接保护壳、8传动箱、9电机箱、10焊接***架、11控制箱、12滑轨、13焊接枪固定环、14焊接枪杆、15焊接枪头、16控制面板、17滑块、18教导枪头、19教导枪管、20教导枪主体、21教导***柄、22开关键、23配对键、24暂停键、25工控机、26输出口、27输入口、28托架。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8,本发明提供一种技术方案:视觉6关节机械手焊接应用技术,包括控制箱11、固定横杆4、工控机25和固定竖杆3,控制箱11的下端外表面设置有滑块17,滑块17的下端外表面设置有滑轨12,控制箱11的一侧外表面设置有控制面板16,控制箱11的上端外表面设置有焊接***架10,焊接***架10的上端外表面设置有传动箱8,传动箱8的一侧外表面设置有电机箱9,传动箱8的另一侧外表面设置有焊接保护壳7,保护壳7的下端外表面设置有焊接枪固定环13,焊接枪固定环13的下端外表面设置有焊接枪杆14,焊接枪杆14的下端外表面活动连接有焊接枪头15,工控机25的一侧外表面设置有输出口26,工控机25的一侧外表面靠近输出口26的一侧设置有输入口27,工控机25的上端外表面设置有托架28,托架28的上端外表面设置有教导***柄21,教导***柄21的上端外表面设置有教导枪主体20,教导枪主体20的一侧外表面设置有教导枪管19,教导枪管19的一侧外表面设置有教导枪头18,教导枪主体20的另一侧外表面设置有配对键23,教导枪主体20的另一侧外表面靠近配对键23的一侧设置有开始键22,教导枪主体20的另一侧外表面靠近配对键23的另一侧设置有暂停键24,固定竖杆3的上端外表面设置有固定块1,固定竖杆3的外表面中部设置有连接管6,连接管6的一侧外表面设置有固定横杆4,固定横杆4的一侧外表面设置有一号摄像头2,固定横杆4的另一侧外表面设置有二号摄像头5,控制箱11与输出口26通过电线相连,固定竖直杆3与输入口27通过电线相连,教导***柄21的一侧外表面设置有扳机,教导枪主体20的内部设置有电池,电池与扳机电性连接,焊接固定环13的内表面设置有螺纹,焊接枪头15的一侧外表面设置有螺纹,且焊接固定环13与焊接枪头15活动连接,滑轨12的数量为两组,且滑轨12平行放置,且滑轨12的下端外表面设置有滑轮,滑轮的数量为四组,教导枪头18的的一侧外表面设置有螺纹,教导枪管19的一侧内表面设置有螺纹,且教导枪头18与教导枪管19为活动连接,开始键22、配对键23和暂停键24的大小规格相同,且开始键22、配对键23和暂停键24均与教导枪主体20为活动连接,一号摄像头2与二号摄像头5的大小规格相同,且一号摄像头2与二号摄像头5均与固定横杆4活动连接,焊接***架10分为上半部和下半部,且焊接***架10的上半部和下半部连接处设置有连接轴,且焊接***架10的上半部和下半部通过连接轴活动连接,输出口26与输入口27均与工控机25固定连接,且输出口26与输入口27孔径大小相同,焊接枪杆14与焊接保护壳7活动连接,且焊接枪杆14的外表面涂有防锈涂层。
综上所述,该视觉6关节机械手焊接应用技术,把多个传感器装配到教导枪上,并在教导枪上装配电池、芯片等零件,然后使用者将红外接收器和天元公司的工业摄像头一号摄像头2与二号摄像头5,固定在操作台的上方三米的墙上,在长五米,宽五米的范围工作,并把数据连接到工控机25的服务器上面,此时操作者将需要焊接的产品放到操作台上,使用教导枪,扣动教导枪扳机,此时教导枪头18上的红外发生器发射光束,教导枪的接收器反馈接收光束,接收器返回接收到的光束的传感器,通过红外接收器接收红外光束,并传递到服务器,通过从红外传感器三维坐标姿态获取技术获取空间点集,以红外传感器为基点建立X,Y,Z三维坐标系,红外传感器坐标范围为长五米,宽五米,高三米,输入字母X,输入字母Y,误差值,点数预数量,存放文件路径名称,其中误差值为两点之间距离变化误差,点数预数量范围为1-65535,取Z轴方向空间平面为基准平面,进行斜率运算,取第N点坐标(X1,X2),第N+1(Y1,Y2)点坐标,通过判断Y1是否与Y2相等判断是否有斜率,若有,通过K=(Y2-Y1)/(X2-X1)公式计算斜率,若斜率一致,则取第N+1点,第N+2点继续判断,直到斜率发生变化,输出第一点坐标,最后一点坐标,进入下步指令,斜率不一致,取第N点坐标(X1,Y1,Z1),第N+1点坐标(X2,Y2,Z2),第N+2点坐标(X3,Y3,Z3),利用公式
(X0-X1)2+(Y0-Y1)2+(Z0-Z1)2=(X0-X2)2+(Y0-Y2)2+(Z0-Z2)2
(X0-X1)2+(Y0-Y1)2+(Z0-Z1)2=(X0-X3)2+(Y0-Y3)2+(Z0-Z3)2
计算圆心坐标,继续取点,第N+1点坐标(X2,Y2,Z2),第N+2点坐标(X3,Y3,Z3),第N+3点坐标(X4,Y4,Z4),通过计算机运算公式计算出圆心坐标,判断是否一致,若圆心不一致,通过计算机输出第一点坐标,最后一点坐标,圆心坐标,中心点坐标,通过计算能够了解是否处于同一空间圆弧上,从而描绘出轨迹数据变成直线、圆弧、多段线等,提取出各曲线线段的特征及其分界点和重要点,输出数据传入工控机25,将收集到的点集数据通过TCP/IP传输到型号为派勤电子HU-803主板的工控机25的软件中,利用工控机25对点集数据进行处理,分析处焊接轨迹,将数据分析整理为直线、空间圆弧和多线段,利用工控机25设置需要焊接的估计参数,包括需要焊接的层数、偏移量、焊接方式和焊接坡口,根据焊接工艺处理焊接轨迹,然后通过工控机25生成执行语句,提供给型号为安川MA200的机器人执行,机器人根据语句执行命令,操控安装在机器手上的品牌为麦格米特的焊机进行焊接,开始焊接时先让焊机焊接枪头15和焊件接触,这时电源短路,流过接触处的电流很大,再加上焊机焊接枪头15和焊件的接触面较粗糙,实际上只有几个点接触,接触电阻较大,所以接触处产生很大的热量,利用电能产生的巨大热量融化钢铁,教导枪主体20上面有三个按键,分别是开关键22、配对键23与暂停键24,暂停键24是复合按键,用于操控机器人是否进行焊接,而在焊接过程中通过滑轨12与滑块17对焊机的位置进行滑动调整,使用完毕时通过托架28将教导***柄21放入,通过卡槽的方式固定住整个教导枪。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”,该文中出现的电器元件均与外界的主控器及220V市电电连接,并且主控器可为计算机等起到控制的常规已知设备。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.视觉6关节机械手焊接应用技术,包括控制箱(11)、固定横杆(4)、工控机(25)和固定竖杆(3),所述控制箱(11)的下端外表面设置有滑块(17),所述滑块(17)的下端外表面设置有滑轨(12),所述控制箱(11)的一侧外表面设置有控制面板(16),所述控制箱(11)的上端外表面设置有焊接***架(10),所述焊接***架(10)的上端外表面设置有传动箱(8),所述传动箱(8)的一侧外表面设置有电机箱(9),所述传动箱(8)的另一侧外表面设置有焊接保护壳(7),所述保护壳(7)的下端外表面设置有焊接枪固定环(13),所述焊接枪固定环(13)的下端外表面设置有焊接枪杆(14),所述焊接枪杆(14)的下端外表面活动连接有焊接枪头(15),所述工控机(25)的一侧外表面设置有输出口(26),所述工控机(25)的一侧外表面靠近输出口(26)的一侧设置有输入口(27),所述工控机(25)的上端外表面设置有托架(28),所述托架(28)的上端外表面设置有教导***柄(21),所述教导***柄(21)的上端外表面设置有教导枪主体(20),所述教导枪主体(20)的一侧外表面设置有教导枪管(19),所述教导枪管(19)的一侧外表面设置有教导枪头(18),所述教导枪主体(20)的另一侧外表面设置有配对键(23),所述教导枪主体(20)的另一侧外表面靠近配对键(23)的一侧设置有开始键(22),所述教导枪主体(20)的另一侧外表面靠近配对键(23)的另一侧设置有暂停键(24),所述固定竖杆(3)的上端外表面设置有固定块(1),所述固定竖杆(3)的外表面中部设置有连接管(6),所述连接管(6)的一侧外表面设置有固定横杆(4),所述固定横杆(4)的一侧外表面设置有一号摄像头(2),所述固定横杆(4)的另一侧外表面设置有二号摄像头(5),所述控制箱(11)与输出口(26)通过电线相连,所述固定竖直杆(3)与输入口(27)通过电线相连。
2.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述教导***柄(21)的一侧外表面设置有扳机,所述教导枪主体(20)的内部设置有电池,电池与扳机电性连接。
3.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述焊接固定环(13)的内表面设置有螺纹,所述焊接枪头(15)的一侧外表面设置有螺纹,且焊接固定环(13)与焊接枪头(15)活动连接。
4.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述滑轨(12)的数量为两组,且滑轨(12)平行放置,且滑轨(12)的下端外表面设置有滑轮,滑轮的数量为四组。
5.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述教导枪头(18)的的一侧外表面设置有螺纹,教导枪管(19)的一侧内表面设置有螺纹,且教导枪头(18)与教导枪管(19)为活动连接。
6.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述开始键(22)、配对键(23)和暂停键(24)的大小规格相同,且开始键(22)、配对键(23)和暂停键(24)均与教导枪主体(20)为活动连接。
7.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述一号摄像头(2)与二号摄像头(5)的大小规格相同,且一号摄像头(2)与二号摄像头(5)均与固定横杆(4)活动连接。
8.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述焊接***架(10)分为上半部和下半部,且焊接***架(10)的上半部和下半部连接处设置有连接轴,且焊接***架(10)的上半部和下半部通过连接轴活动连接。
9.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述输出口(26)与输入口(27)均与工控机(25)固定连接,且输出口(26)与输入口(27)孔径大小相同。
10.根据权利要求1所述的视觉6关节机械手焊接应用技术,其特征在于:所述焊接枪杆(14)与焊接保护壳(7)活动连接,且焊接枪杆(14)的外表面涂有防锈涂层。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180710

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