[发明专利]一种用于焊接机器人的可视化系统及其使用方法

说明书

本发明公开了一种用于焊接机器人的可视化系统及其使用方法，系统包括焊接系统、视觉系统、控制系统和驱动系统。所述焊接系统包括机架、焊接手臂和焊枪。所述机架包括横梁和支撑柱。所述视觉系统包括两个球形摄像头，以及一个枪式摄像头。所述控制系统包括终端。所述驱动系统包括变位机。使用时，将待焊车体紧固在变位机上。球形摄像头采集待焊车体区域的数字视频信号并将该信号输出至终端。枪式摄像头采集焊道区域的数字视频信号并将该信号输出至终端。通过终端和示教器并行协同，完成待焊车体焊道的寻找，以及焊缝质量的观察等内容。本发明解决了以往在寻找和观察焊道时必须爬到车体上近距离操作的高安全隐患，显著降低了劳动强度和辅助时间。

技术领域

本发明涉及焊接机器人领域，具体涉及一种用于焊接机器人的可视化系统及其使用方法。

背景技术

焊接机器人焊接装甲车体的工作原理：装甲车体固定在焊接机器人的变位机上后，由操作工人通过示教器控制机器人的手臂动作和变位机的翻转，对车体需施焊的焊道逐一寻找，并在此过程中完成数控程序的编制及确定，最后进行施焊。此外，由于车体的外形尺寸大，形成壳体的组成件较多，有一定的积累误差，每台车体的焊道位置均有偏移，所有车体均须重复前台车体的示教操作动作。目前，同行业内的焊接机器人在对装甲车辆壳体施焊时，由于车体的焊道数多、外型尺寸大，操作人员在远处的走台或楼梯上不能有效地完成焊道寻找以及施焊时对焊道的观察，需攀爬到车体上进行相应的操作，但车体在示教操作过程中有旋转运动，操作人员存在着高安全隐患，同时因操作人员反复攀爬造成其辅助时间长，劳动强度大，有效工作时间短。

因此，研制一种适用于焊接机器人焊接时的焊道寻找，以及便于观察焊接质量的可视化系统具有重要的实际意义。

发明内容

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种用于焊接机器人的可视化系统，包括焊接系统、视觉系统、控制系统和驱动系统。

所述焊接系统包括机架、焊接手臂和焊枪。

所述机架包括横梁和支撑柱。所述支撑柱竖直安装在地面上。所述横梁安装在支撑柱上端，并与支撑柱垂直。所述焊接手臂竖直安装在横梁上。所述焊枪安装在焊接手臂的下端。

所述视觉系统包括两个球形摄像头，以及一个枪式摄像头。

两个所述球形摄像头安装在横梁的下表面，并位于横梁长度方向的两端。所述枪式摄像头安装在焊枪的侧壁上，其镜头朝向焊枪枪头方向。所述枪式摄像头的镜头表面安装有防强光镜片。

所述控制系统包括终端。所述终端通过数据线连接球形摄像头和枪式摄像头。

所述驱动系统包括变位机。所述变位机安装在地面上，并位于横梁下方。

工作时，待焊车体固定在变位机上。所述终端向两个球形摄像头输出打开指令，控制两个球形摄像头打开。所述终端向两个球形摄像头输出转向指令，控制两个球形摄像头转向待焊车体区域。两个所述球形摄像头采集待焊车体区域的数字视频信号并输出至终端。所述终端将接收到的数字视频信号转换成视频图像并显示。通过示教器向变位机输出翻转指令，控制变位机翻转，同时示教器向焊接手臂输出移动指令，控制焊接手臂向待焊车体的焊道移动。当焊接手臂上焊枪的枪头焊丝处于焊道中心时，终端向两个球形摄像头输出关闭指令，控制两个球形摄像头关闭。所述终端向枪式摄像头输出打开指令，控制枪式摄像头打开。通过示教器向焊枪输出控制施焊指令，控制焊枪施焊。所述枪式摄像头采集焊道区域的数字视频信号并输出至终端。所述终端将接收到的数字视频信号转换成视频图像并显示。

进一步，所述横梁上安装有纵向导轨X、横向导轨Y和竖向导轨Z。

所述焊接手臂上分别安装有沿纵向导轨X、横向导轨Y和竖向导轨Z方向移动的驱动装置。

进一步，所述控制系统还包括路由器。