[发明专利]深波陡坡焊缝双激光视觉跟踪焊接装置和焊接方法

说明书

本发明提供一种深波陡坡焊缝双激光视觉跟踪焊接装置和焊接方法。焊接装置包括视觉跟踪组件、焊接组件与控制器；视觉跟踪组件包括相机和两个激光头，两个激光头位于相机的两侧，激光头产生的结构光平面用于照射待焊接件的焊缝表面，相机采集焊缝的图像；控制器电连接视觉跟踪组件，控制器根据图像确定待焊接件的实际焊缝位置，控制器控制焊接组件的焊枪在实际焊缝位置焊接待焊接件。由此，当其中一个激光头的结构光平面被遮挡时，仍有另一个激光头的结构光平面照射焊缝表面，这样，视觉跟踪组件可无死角的扫描焊缝表面，当任意一个激光头的结构光平面被待焊件的结构遮挡时，无需调整激光头的角度，节省调整激光头的角度时间，提高焊接效率。

技术领域

本发明总地涉及机器人领域，且更具体地涉及一种深波陡坡焊缝双激光视觉跟踪焊接装置和焊接方法。

背景技术

随着各种先进制造技术的蓬勃发展，焊接产品制造的自动化、柔性化与智能化已成为必然趋势。在自动化焊接技术中，引导和跟踪是实现自动化的关键。其中自动跟踪识别焊接系统的技术难点主要在于焊缝的识别和跟踪的技术，以及运动控制技术，把识别焊缝的路径转化成可控的轨迹，从而实现精确焊接。目前国内外较前沿的焊缝识别技术都是通过激光头和相机或CCD摄像机组成的视觉跟踪组件(例如视觉传感器)，利用三角测量原理实现对焊缝轨迹的有效采集，并获得焊缝宽度值，并利用控制技术和曲线平滑算法可对焊缝宽度值处理。

现今，一些集装箱采用深波陡坡(波纹板的坡深H尺寸大，波纹板坡口角度α的角度尺寸小)的波纹板。这样，在将波纹板焊接至集装箱的前墙板框架的型钢制成的顶横梁和底横梁上时，通过视觉跟踪组件采集波纹板和上述顶横梁之间的角焊缝时的图像时，或采集波纹板和底横梁之间的角焊缝时的图像时，视觉传感器的光发射器(激光头)发出的结构光平面可能被遮挡，此时需要调整激光头的姿态，进而改变激光头的角度，以使激光头发出的结构光平面可以照射焊缝表面。这样，需要增加调整激光头的姿态的动作，整个焊接时间增加，焊缝采集的精准性和可靠性低，焊接效率低。

因此，需要提供一种深波陡坡焊缝双激光视觉跟踪焊接装置和焊接方法，以至少部分地解决上面提到的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施例部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种深波陡坡焊缝双激光视觉跟踪焊接装置，包括：视觉跟踪组件，视觉跟踪组件包括相机和两个激光头，两个激光头位于相机的两侧，激光头产生的结构光平面用于照射待焊接件的焊缝表面，相机采集焊缝的图像；焊接组件，用于焊接待焊接件；控制器，控制器电连接视觉跟踪组件，控制器根据图像确定待焊接件的实际焊缝位置，控制器控制焊接组件的焊枪在实际焊缝位置焊接待焊接件；六轴机器人、六轴机器人和控制器电连接，六轴机器人和焊枪连接，控制器通过六轴机器人控制焊枪焊接待焊接件；直线马达，直线马达沿预设焊缝的延伸方向延伸，直线马达和六轴机器人连接，以驱动六轴机器人沿直线马达的延伸方向移动；其中，视觉跟踪组件设置在六轴机器人上，沿焊枪的焊接方向，视觉跟踪组件位于焊枪前方的预设距离处。

根据本发明的焊接装置，两个激光头设置在相机的两侧，这样从相机的两侧，两个激光头的结构光平面共同照射焊缝表面，当波纹板深波陡坡(波纹板的坡深H尺寸大，坡口角度α的角度尺寸小)，以使其中一个激光头的结构光平面被遮挡时，仍有另一个激光头的结构光平面照射焊缝表面，这样，视觉跟踪组件可无死角的扫描焊缝表面，当任意一个激光头的结构光平面被待焊件的结构遮挡时，无需调整激光头的角度，节省调整激光头的角度时间，提高焊接效率。

可选地，控制器根据图像确定实际焊缝的宽度，控制器根据实际焊缝的宽度控制焊枪焊接待焊接件。

可选地，控制器根据图像确定焊接起点，以控制焊枪从焊接起点沿实际焊缝焊接。