[发明专利]一种波纹板焊接系统及轨迹处理控制方法

说明书

本发明公开的一种波纹板焊接系统及轨迹处理控制方法，属于自动焊接控制领域，包括视觉检测模块、工控机、人机交互界面、运动控制器、驱动模块和焊机；所述视觉检测模块与所述工控机连接，所述工控机、所述人机交互界面和所述焊机，分别与所述运动控制器连接，所述运动控制器与所述驱动模块连接，所述驱动模块分别与所述焊机和所述视觉检测模块连接。本系统不仅自动化程度高、焊接精度高，而且焊缝成型质量比人为焊接好，同时解决了焊接行业工人匮乏的问题，并提高了工人的工作环境和安全作业问题。

技术领域

本发明涉及自动焊接控制领域，尤其涉及一种波纹板焊接系统及轨迹处理控制方法。

背景技术

新型建筑用材料波形腹板H型钢具有承重梁大，节约钢材，外形美观，跨度大、用途广泛的特点。波形腹板结构（波纹板）有较好的力学性能，现已广泛应用于桥梁、柱，单跨、多跨框架结构建筑或大型的集装箱生产，符合现如今节能降耗要求，是未来的发展趋势。

波纹板焊接是劳动密集型产业需要大量的焊接工人，且工作环境恶劣人力成本高，所以实现波纹板焊接自动化是亟需解决的问题。目前波纹板焊接主要是以手工焊接、机械仿形半自动焊接为主，工人工作环境差，劳动强度高，焊接效率低且焊接质量难以控制，波纹板焊缝成型质量不高，同时由于焊接过程焊接规范无法实现有效跟踪调整，使波纹板的上坡段与下坡段以及直线段的焊缝成型质量有明显的不同，难以满足对波纹板焊接质量一致性的要求；少数半自动焊接的生产线，焊接设备各个功能部件的控制系统独立，通信方式冗杂，可靠性低；而自动焊接功能多采用六自由度的关节机器人焊接，控制成本高，维护不便，操作门槛高。这些问题在我国波纹板焊接中长期存在又一直未得到解决的难题，以至于影响了我国建筑等行业的制造技术的进步和行业增长模式的转变。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种波纹板焊接系统及轨迹处理控制方法，采用光学原理检测焊接轨迹，保证轨迹检测的高精度，使用线激光源，特征明显，光环境稳定，多轴机械结构克服了大尺寸焊件的连续焊接作业难题。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种波纹板焊接系统，包括视觉检测模块、工控机、人机交互界面、运动控制器、驱动模块和焊机；所述视觉检测模块与所述工控机连接，所述工控机、所述人机交互界面和所述焊机，分别与所述运动控制器连接，所述运动控制器与所述驱动模块连接，所述驱动模块分别与所述焊机和所述视觉检测模块连接。

进一步地，所述驱动模块分别包括相互连接的VZ轴伺服驱动器和VZ轴伺服电机、相互连接的X轴伺服驱动器和X轴伺服电机、相互连接的Y轴伺服驱动器和Y轴伺服电机、相互连接的Z轴伺服驱动器和Z轴伺服电机、相互连接的RY轴伺服驱动器和RY轴伺服电机；所述VZ轴伺服驱动器、所述X轴伺服驱动器、所述Y轴伺服驱动器、所述Z轴伺服驱动器和所述RY轴伺服驱动器分别与所述运动控制器连接；所述VZ轴伺服电机和所述X轴伺服电机分别与所述视觉检测模块连接；

所述焊机包括焊枪，所述X轴伺服电机、所述Y轴伺服电机、所述Z轴伺服电机和所述RY轴伺服电机，分别与所述焊枪连接。

进一步地，所述视觉检测模块包括左相机、线激光和右相机。

进一步地，所述人机交互界面为触摸屏，以串口方式与所述运动控制器连接。

进一步地，所述视觉检测模块与所述工控机以以太网连接，所述工控机以串口方式与所述运动控制器连接。

一种波纹板焊接系统的轨迹处理控制方法，操作前将波纹板放置的作业平面平行于XOZ平面，所述视觉检测模块垂直于所述XOZ平面，包括如下步骤：

（1）在所述人机交互界面设置运动模式、初始参数和相关位置，并将数据通过串口发送给所述运动控制器；

（2）所述视觉检测模块中所述左相机和所述右相机拍摄所述线激光照射在波纹板上的光线条，并通过以太网将图像信息传输至所述工控机；