[发明专利]一种管板焊方法及装置

说明书

本发明属于焊接自动化领域，尤其是涉及一种管板焊方法及装置，装置包括第一焊头、第二焊头、装置本体及视觉系统，装置本体包括第一滑台、第二滑台、第三滑台、第四滑台、第五滑台、第六滑台，其中第一滑台、第五滑台、第六滑台及其驱动的第一焊头组成第一焊接通道，第二滑台、第三滑台、第四滑台及其驱动的第二焊头组成第二焊接通道。通过视觉引导焊接装置对管板进行焊接，实现双通道自动焊接管板等功能，提高了加工效率。本发明采用单目面阵相机可实现采集一次所有待焊接钢管图像，系统规划焊接路径，实现钢管连续焊接，且双通道可一次焊接两个钢管，大大提高了焊接效率。

技术领域

本发明属于焊接自动化领域，尤其是涉及一种管板焊方法及装置。

背景技术

列管式冷却器作为化工生产、冶金化纤以及食品制药等工序的重要基础设备，具有非常重要的作用。列管式冷却器的钢管与管板之间的焊缝处是换热器的薄弱部分，非常容易发生失效。目前，在焊接工艺在自动化、智能化的研究上有了很大的进展。针对不同的材质的冷却器以及焊缝的失效形式，提出了不同的焊接工艺。当前基于视觉的管板自动化焊接设备在进行焊接时，需要对每一个待焊接钢管与钢板全部进行图像采集、图像处理等工序，且单次只能焊接单个钢管，整体焊接时间长。由于机械装置本身的精度误差，自动焊接装置在焊接大尺寸钢板-钢管件时，装置在钢板两端的自身位姿变化较大，原标定参数无法满足焊接要求，最终导致焊头-钢管测量误差变大，无法实现有效焊接。因此需要一种可以解决钢管-管板快速、可靠、高效焊接需求的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于视觉的双通道管板焊方法及装置，解决了自动焊接效率低、大尺寸钢板-钢管焊接误差大的技术问题。

本发明第一方面是提供了一种管板焊装置，包括：

第一焊头；

第二焊头；

装置本体、所述装置本体包括第一滑台、第二滑台、第三滑台、第四滑台、第五滑台、第六滑台，所述第一滑台的滑块上固装第二滑台及第五滑台，所述第二滑台的滑块上固装第四滑台，所述第五滑台的滑块上固装第六滑台，所述第六滑台的滑块上通过焊头支架固装所述第一焊头，所述第四滑台的滑块上固装所述第三滑台；

视觉系统、所述视觉系统包括工业相机、环形光源及视觉系统固定件，所述视觉系统固定件安装在所述第三滑台的滑块上，所述工业相机与所述环形光源安装在所述视觉系统固定件上；

调整垫脚，所述调整垫脚安装在所述第一滑台的底面四角。

其中第一滑台、第五滑台、第六滑台及其驱动的第一焊头组成第一焊接通道，第二滑台、第三滑台、第四滑台及其驱动的第二焊头组成第二焊接通道。

本发明第二方面是提供了一种基于上述管板焊装置的管板焊方法，包括如下步骤：

步骤一、调节调整垫脚，使待焊接管板与第一滑台、第五滑台工作平面平行；

步骤二、设定目标钢管与视觉系统的工作距离为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、标定第一焊头与第二焊头的相对位置坐标：移动装置各滑台，使第一焊头与第二焊头指向同一个钢管，计算出两个焊头指向同一钢管时的相对位姿A1；将第二焊头的定位杆插入到一个钢管中，标定工业相机视野中心点与第二焊头的相对位姿A2；

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