[发明专利]一种基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置

说明书

  

技术领域

本发明属于自动化焊接领域，涉及一种基于激光视觉的货架托盘自适应焊接系统。 

  

背景技术

托盘式货架广泛的应用于制造业、第三方物流和配送中心等领域。一个货架托盘往往由许多规格相同的零件焊接而成，所以焊缝多是托盘式货架的主要特点，托盘式货架的结构决定了其生产的关键在于焊接。焊接效率直接决定了托盘式货架的生产效率，焊接质量也直接决定着托盘式货架的质量。由此可见，对于托盘式货架而言，焊接的工作量十分巨大，工人的劳动强度非常高，而现有技术均采用手工半自动焊接，操作人员需在高温高辐射的环境长时间的从事焊接工作，对工人的身体健康和焊件的品质极为不利。所以，开发一种用于货架托盘的自适应焊接系统意义重大。 

经对现有技术文献检索发现，专利号为CN201210159227.1，专利名称为自动焊接系统的中国发明专利，公开了一种自动焊接系统，由机械机构、焊接电源和控制系统组成。控制系统包括单片机、系统电源、显示器、位置传感器、电流传感器、电压传感器等。该发明能切实提高焊接质量和焊接效率，但是无法进行焊缝识别，焊接精度不高；专利号为CN201010530701.8，专利名称为用于船用柴油机机架机座的自动焊接系统的中国发明专利，公开了一种用于船用柴油机机架机座的自动焊接系统，包括两个相对设置的焊接机构、主控制器、图像处理模块、摆动控制器、知识模型库和视频监视器。该发明采用双枪双工位工作模式，利用激光视觉传感器在焊接过程中进行实时跟踪焊接的自动焊接方法，取代传统的手工半自动焊接模式，具有焊接效率高，焊接质量好等优点，但是焊接系统机械结构复杂，成本较高，系统控制难度大。 

  

发明内容

技术问题：为了克服现有货架托盘自动焊接系统的无法进行焊缝识别、焊接精度不高、焊接系统机械结构复杂、成本较高以及系统控制难度大等缺陷，本发明提供一种能进行焊缝识别、较高焊接精度、结构相对简单、成本较低的基于激光视觉的货架托盘自适应焊接系统。 

技术方案：本发明的基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置，包括底座、平行设置在底座上的两个第一轴线移动装置、与第一轴线移动装置垂直设置的第二轴线移动装置、设置在第二轴线移动装置上的竖直轴线移动装置、并列设置在竖直轴线移动装置底端的激光视觉传感器和焊枪姿态机构；第二轴线移动装置的两端分别与一个第一轴线移动装置连接，并能沿第一轴线移动装置的轴线方向运动，竖直轴线移动装置能沿第二轴线移动装置的轴线方向运动，并能沿竖直方向运动； 

激光视觉传感器包括机箱、设置在机箱内的温度传感器、并排设置在机箱上的摄像机和激光器，以及水平设置在机箱底部的一字透镜，摄像机竖直设置，激光器的投射方向与竖直方向成15度夹角，射出的激光投射到一字透镜上；

焊枪姿态机构包括支座、设置在支座底端的旋转关节、穿过支座与旋转关节连接的枢轴、设置在支座一侧与枢轴连接的电机，旋转关节能绕枢轴的轴心运动，旋转关节的底端设置有焊枪。         

本发明中，机箱的底部可以设置有位于摄像机下方的滤光片。

本发明中，机箱上可以设置有冷却装置。 

有益效果：本发明与现有技术相比，具有以下优点：      

1、本发明根据托盘式货架焊缝的特点，设计了相应的激光视觉传感器，能够自主识别焊缝的特征点，而且焊缝识别的精度较高，能实现自动焊接的目的；

2、本发明的焊接装置结构简单，加工方便，可拓展性强而且成本较低，能满足中小企业的需求；

3、本发明的焊接装置中的四个轴线移动装置具有三个自由度，能实现空间任一点的焊接，同时该位置机构主要由步进电机控制，控制相对简单稳定；考虑到货架托盘焊接时的焊接角度，焊接装置中焊枪姿态机构设计有一个方向上的自由度，也通过步进电机控制，控制精确方便，稳定性好。

  

附图说明

图1是本发明基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置的立体图 

图2是本发明基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置的前视图

图3是本发明基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置的上视图

图4是本发明基于激光视觉的货架托盘自适应焊接装置的左视图

图5是本发明中激光视觉传感器结构前视图

图6是本发明中激光视觉传感器结构立体图

图7是本发明中轴线移动装置安装立体图

图8是本发明中轴线移动装置安装前视图