[发明专利]一种管板焊方法及装置

权利要求书

1.一种管板焊装置，其特征在于，包括：

第一焊头(7)；

第二焊头(8)；

装置本体、所述装置本体包括第一滑台(1)、第二滑台(2)、第三滑台(3)、第四滑台(4)、第五滑台(5)、第六滑台(6)，所述第一滑台(1)的滑块上固装第二滑台(2)及第五滑台(5)，所述第二滑台(2)的滑块上固装第四滑台(4)，所述第五滑台(5)的滑块上固装第六滑台(6)，所述第六滑台(6)的滑块上通过焊头支架固装所述第一焊头(7)，所述第四滑台(4)的滑块上固装所述第三滑台(3)；

视觉系统(9)、所述视觉系统(9)包括工业相机(9-1)、环形光源(9-2)及视觉系统固定件(9-3)，所述视觉系统固定件(9-3)安装在所述第三滑台(3)的滑块上，所述工业相机(9-1)与所述环形光源(9-2)安装在所述视觉系统固定件(9-3)上；

调整垫脚(10)，所述调整垫脚10安装在所述第一滑台(1)的底面四角；

其中第一滑台(1)、第五滑台(5)、第六滑台(6)及其驱动的第一焊头(7)组成第一焊接通道，第二滑台(2)、第三滑台(3)、第四滑台(4)及其驱动的第二焊头(8)组成第二焊接通道。

2.一种根据权利要求1所述的管板焊装置的管板焊方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、调节调整垫脚(10)使待焊接管板(11)与第一滑台(1)、第五滑台(5)工作平面平行；

步骤二、设定目标钢管(12)与视觉系统(9)的工作距离为D，在工作距离D下进行工业相机内参标定；得到内参矩阵:

M_in为内参矩阵，k_x为X轴方向的放大系数，k_y为Y轴方向的放大系数，u₀、v₀为光轴中心线在成像平面的交点的图像坐标；

步骤三、标定第一焊头(7)与第二焊头(8)的相对位置坐标：移动装置各滑台，使第一焊头(7)与第二焊头(8)指向同一个钢管，计算出两个焊头指向同一钢管时的相对位姿A1；将第二焊头(8)的定位杆插入到一个钢管中，标定工业相机(9-1)视野中心点与第二焊头(8)的相对位姿A2；

步骤四、进行焊头与工业相机的手眼标定，得到工业相机(9-1)相对于第二焊头(8)的位置坐标；使用如下公式：

其中是工业相机坐标相对于焊头坐标的相对位姿关系，是工业相机坐标相对于标定板坐标的相对位姿关系，是标定板坐标相对于装置本体坐标的相对位姿关系，是装置本体坐标相对于焊头坐标的相对位姿关系；

步骤五、根据待焊接区域，通过A2计算视觉扫描区域，并根据工业相机视野规划扫描路径；

步骤六、使工业相机与管板之间距离为D，按照扫描路径进行管板扫描，并计算出钢管在工业相机坐标系下的坐标；

步骤七、结合手眼标定结果，计算钢管在装置坐标系下的坐标；

其中是钢管坐标系相对于装置本体坐标系的相对位姿关系，是钢管坐标系相对于工业相机坐标系的相对位姿关系，是工业相机坐标系相对于焊头坐标系的相对位姿关系，是焊头坐标系相对于装置本体坐标系的相对位姿关系；

步骤八、首先移动第一焊接通道将第一焊头(7)的定位杆插入到一个钢管孔中，第一焊头(7)绕定位杆旋转进行焊接；再移动第二焊接通道将第二焊头(8)的定位杆插入到该钢管孔中，第二焊头(8)绕定位杆旋转进行焊接。