[发明专利]基于大景深激光轮廓仪的智能焊接系统

说明书

本发明提供了一种基于大景深激光轮廓仪的智能焊接系统，包括镜头、成像CCD面、光源、光源发射装置和机器人的机械臂。本发明有效解决了传统手眼联合焊接装置因景深不足导致焊接准确率低等情况。同时，该相机装置可应用于其他工业领域。

技术领域

本发明涉及一种基于大景深激光轮廓仪的智能焊接系统。

背景技术

传统焊接装置为人工操作，操作环境危险且效率低。引入机器视觉技术后，虽改变了传统焊接方式，但对于一些复杂待焊面，传统相机并不能很好的识别和聚焦，后续图像处理算法不能友好处理，这一类焊接操作仍仅依靠人工解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于大景深激光轮廓仪的智能焊接系统。

为解决上述问题，本发明提供一种基于大景深激光轮廓仪的智能焊接系统，包括：镜头、成像CCD面、光源、光源发射装置、工控机和机器人的机械臂，其中，

所述光源为激光发射器，所述光源通过所述光源发射装置发射出激光束，激光束至物面经由镜头成像到成像CCD面上；

所述光源发射装置与所述镜头成15-30度夹角；

所述成像CCD面和镜头成10-30度夹角；

所述光源、镜头、成像CCD面和光源发射装置构成大景深激光轮廓仪，大景深激光轮廓仪固定在焊枪上，所述焊枪与所述机械臂焊接连接；

大景深激光轮廓仪与工控机连接，所述工控机包括激光重建模块和焊缝识别模块。

进一步的，上述系统中，所述镜头的中心面、成像CCD面和物面满足沙姆定律相交于同一直线。

进一步的，上述系统中，所述工控机用于确定焊枪的焊接面，所述焊枪的焊接面由铰链定律确定，以唯一确定对焦面位置，使对焦面与激光平面重合，使视野内所有激光束均可对焦。

进一步的，上述系统中，所述大景深激光轮廓仪和工控机通过TCP/IP协议与机器人通信。

进一步的，上述系统中，所述大景深激光轮廓仪对焊接的弧光和飞溅具有抗干扰性。

进一步的，上述系统中，所述大景深激光轮廓仪、工控机与机器人协同合作，控制机械臂带动焊枪进行焊接操作。

进一步的，上述系统中，所述工控机，用于待大景深激光轮廓仪安装在机械臂所连接的焊枪后，对所述大景深激光轮廓仪进行手眼标定；

所述大景深激光轮廓仪，用于进行拍摄并通过工控机标定待焊工件的焊缝位置；

所述工控机，还用于基于所述焊缝位置移动机械臂以带动焊枪至待焊工件的对应位置进行焊接。

与现有技术相比，本发明的大景深激光轮廓仪景深大，聚焦范围广，可应用于大景深焊接场景。本发明有效解决了传统手眼联合焊接装置因景深不足导致焊接准确率低等情况。同时，该装置可应用于其他工业领域。

附图说明

图1是传统相机模型示意图；

图2是传统相机拍摄图片；

图3是本发明一实施例的移轴相机结构原理图；

图4是本发明一实施例的移轴相机拍摄图片；

图5为本发明一实施例的总体结构示意图；

其中，1-激光发射器，2-镜头，3-成像面，A-B为景深范围，C-D为景深范围，21-机械臂，22-控制柜，23-操作台，24-大景深激光轮廓仪，25-待焊工件。

具体实施方式