[发明专利]基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人

摘要

本发明公开了基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人，涉及焊接领域。焊接机器人用于实现箱型钢结构四面环缝一次全位置完全焊接，包括轨道、支撑机构、运动机构、机械手、视觉传感器、图像处理和控制系统。轨道用于为运动机构提供导向。支撑机构为三自由度Y型支撑结构，用于支撑轨道，并实现轨道的安装高度、前后和左右位置调整。运动机构用于带动机械手沿轨道运动。机械手用于调整焊枪空间位姿。视觉传感器用于获取坡口或焊缝图像，并实时传送至图像处理和控制系统。图像处理和控制系统用于控制运动机构和机械手动作，并基于图像处理获得的坡口或焊缝特征尺寸、焊枪空间位姿，实现焊接轨迹调整、坡口或焊缝实时跟踪、焊枪空间位姿控制。

主权项

1.一种基于视觉伺服的箱型钢结构现场全位置焊接机器人，其特征在于，用于实现所述箱型钢结构四面环缝一次全位置完全焊接，所述焊接机器人包括：轨道，为卧式轨道，围绕在所述箱型钢结构的周缘，与所述箱型钢结构形成一定间隔，并且整体形成封闭轨道，以为所述焊接机器人的运动机构提供运动导向；支撑机构，为具有X向、Y向及Z向三自由度的Y型支撑结构，安装在所述箱型钢结构及所述轨道之间，并与所述箱型钢结构及所述轨道形成固定连接，以支撑所述轨道；运动机构，安装在所述轨道上，以带动所述机械手沿所述轨道运动，所述运动机构包括运动平台；机械手，安装在所述运动机构的运动平台上，并随运动机构同步运动，所述机械手末端安装有焊枪，通过所述机械手带动所述焊枪运动以调整焊枪的空间位姿；视觉传感器，安装在所述机械手末端的焊枪上，以获取焊接过程的焊接坡口或焊缝图像，并实时传送所述图像至图像处理和控制系统；和图像处理和控制系统，安装在所述运动机构的运动平台上，用于接收、处理所述图像，并根据图像处理所获得的坡口或焊缝特征尺寸、焊枪空间位姿信息，产生内部控制指令，以控制所述运动机构、所述机械手及所述视觉传感器动作，实现焊接轨迹调整、焊枪空间位姿控制、焊接坡口或焊缝实时跟踪；其中，所述X向为所述箱型钢结构的长度方向，所述Y向为所述箱型钢结构的周缘方向，所述Z向为垂直于所述箱型钢结构表面的高度方向。