[发明专利]一种基于视觉识别的多功能焊件处理装置及控制方法

说明书

本发明涉及焊接机器人领域，尤其是一种基于视觉识别的多功能焊件处理装置及控制方法。本发明提供的装置包括：切换装置、焊前清理装置、焊接装置和焊后处理装置；切换装置包括壳体、图像采集装置、STM32F4xx系列微处理器；壳体三个侧壁的内侧面分别设置有齿轮齿条啮合传动装置，切换装置还包括穿设在三个侧壁上的限位槽内的第二法兰，第二法兰的一端与齿条固定连接，另一端与焊前清理装置、焊接装置或焊后处理装置连接。微处理器用于对图像采集装置采集到的焊件当前状态图像基于训练好的卷积神经网络模型进行处理，得到其当前工序状态并向传动装置发出控制指令，实现焊前清理装置、焊接装置和焊后处理装置三个工作部件之间的自动切换。

技术领域

本发明涉及焊接机器人领域，尤其是一种基于视觉识别的多功能焊件处理装置及控制方法。

背景技术

焊接是重要的基础制造技术，是机械加工业不可缺少的技术手段。在工业生产中，特别是在船舶焊接这样需要大量采取焊接作业的场合，除去焊接过程，还需要焊前处理、焊后应力消除等机械加工技术手段。目前的焊接作业一般采取多个单一功能机械臂实现多功能作业，或者在机械臂的最后一个轴的连接法兰处接装不同设备来实现机器人的多功能转换。前者的操作繁复，工业生产成本过高，会造成设备维护难度增大，占用生产场地等问题。后者转换设备耗时过长，工序、工时增加，工业生产效率过低。

传统焊件处理设备只具有单一功能，而在同一机械臂上无法实现多项功能。市场亟需能够在单一机械臂上实现焊前打磨、焊接、焊后应力处理等完整工序并具有自动转换功能的焊接机器人。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于视觉识别的多功能焊件处理装置及控制方法，以解决了当前市场上焊件处理装置效率低下、功能单一、且无法自动切换的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于视觉识别的多功能焊件处理切换装置，包括：切换装置、焊前清理装置、焊接装置和焊后处理装置；

所述切换装置包括壳体、图像采集装置和控制装置；

所述壳体为具有两个端面的中空三棱柱体，所述壳体的顶端端面设置有用于与机械臂连接的第一法兰，所述壳体的三个侧壁的内侧面分别设置有传动装置；

所述传动装置包括升降齿条和与所述升降齿条啮合的齿轮组，所述齿轮组包括传动齿轮和至少一个从动齿轮，所述传动齿轮和从动齿轮均通过轴承固定连接在所述主体侧壁的内侧面上，所述传动齿轮设置在所述升降齿条的一侧，至少一个所述从动齿轮设置在所述升降齿条的另一侧，所述传动齿轮与驱动单元包含的驱动电机主轴固定连接；所述升降齿条上固定设置有第二法兰；

所述壳体的三个侧壁上与各个所述升降齿条对应的位置分别开设有供所述第二法兰沿所述升降齿条延伸方向往复运动的限位槽；

所述焊前清理装置、焊接装置、焊后处理装置分别从所述壳体的外部与各个所述第二法兰连接；

所述图像采集装置设置在所述壳体的底端端面，用于采集待处理焊件的当前状态图像；

所述控制装置为STM32F4xx系列的微处理器；所述微处理器与所述图像采集装置相连，用于对所述当前状态图像进行处理，得到所述待处理焊件的当前工序状态数据；

所述微处理器与各个所述驱动单元相连，用于根据所述待处理焊件的当前工序状态数据向各个所述驱动单元发送控制指令。

进一步的，所述齿轮组包括传动齿轮和三个从动齿轮，所述传动齿轮和一个从动齿轮设置在所述升降齿条的一侧，另外两个从动齿轮设置在所述升降齿条的另一侧。

进一步的，所述图像采集装置包括工业用摄像头和设置在所述工业用摄像头外部的防护罩。

本发明还提供了一种上述多功能焊件处理装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：