[发明专利]基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统

权利要求书

1.一种基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征在于，包括：视觉传感系统、双逆变弧焊电源、接口电路装置、主控计算机、机器人控制器、焊接机器人，其中：

视觉传感系统负责在焊接过程中动态采集焊接熔池的图像，并将所采集的图像通过视频线传送到主控计算机；

双逆变弧焊电源包括状态监测端口、焊接电源焊接电流及送丝控制端口，其中状态监测端口包括引弧成功端子及脉冲同步端子，双逆变弧焊电源在焊接开始阶段是由起弧成功端子发出起弧成功信号给主控计算机，并接收来自主控计算机对双逆变弧焊电源焊接电流和送丝控制端口的电压值的调整信号；

接口电路装置包括：模拟信号输出子模块、焊接开关子模块、过程状态检测子模块和机器人控制器通用I/O子模块，其中：模拟信号输出子模块接收主控计算机发出的电压信号，将电压信号进行隔离、放大后输出到双逆变弧焊电源的焊接电源焊接电流和送丝控制端口，焊接开关子模块接收主控计算机发出的数字电平信号，将数字电平信号隔离放大后输出到双逆变弧焊电源的起弧开关，过程状态检测子模块负责检测双逆变弧焊电源内部的起弧成功及脉冲同步端子信号，并把检测到电平信号高、低值分别发送给主控计算机，机器人控制器通用I/O子模块负责检测焊接机器人焊接关键位置点信号，并将该信号的电平值传输给主控计算机；

主控计算机是整个弧焊机器人焊接监控系统的核心，焊接机器人行走到待焊工件起弧位置点，主控计算机检测到来自机器人控制器通用I/O子模块发出的起弧位置点的高电平信号，同时向焊接开关子模块发送高电平信号，执行起弧操作；开始起弧阶段，主控计算机通过过程状态检测子模块不断检测起弧成功信号、脉冲同步信号电平值，当引弧成功信号为高电平时，向机器人控制器通用I/O子模块发送高电平信号；焊接过程中，主控计算机在脉冲同步信号为低电平值时，接收视觉传感器提供的焊接熔池视觉信息，进行图像处理，并根据处理结果通过接口电路装置实时调整双逆变弧焊电源和控制焊接机器人；

机器人控制器负责检测焊接机器人起弧位置点的高电平信号，并把该高电平信号通过机器人控制器通用I/O子模块传送到主控计算机，并接收主控计算机通过机器人控制器通用I/O子模块发送的行走指令信号，并将行走指令信号传输给焊接机器人；

焊接机器人接收机器人控制器发送的行走指令信号，完成行走和焊接动作。

2.根据权利要求1所述的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征是，所述模拟信号输出子模块负责对脉冲峰值焊接电流和送丝速度实时检测和调整，模拟信号输出子模块接收主控计算机发出的电压信号，经初级运放补偿、线性光耦隔离、再经次级运放放大输出到焊接电源的焊接电流和送丝控制端口。

3.根据权利要求1所述的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征是，所述焊接开关子模块完成双逆变弧焊电源的主控计算机自动起弧，焊接开关子模块接收主控计算机发出的数字高电平信号，通过数字光耦、继电器隔离放大输出到双逆变弧焊电源的起弧开关。

4.根据权利要求1所述的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征是，所述过程状态检测子模块负责实时检测双逆变弧焊电源状态监测端口的引弧成功及脉冲同步端子信号，当双逆变弧焊电源已经成功引弧，该子模块把引弧成功端子高电平信号发送给主控计算机，焊接机器人执行正常焊接，同时，在正常焊接过程中，不断检测脉冲同步端子信号电平值，保证图像采集卡在低电平期间采集焊接熔池图像。

5.根据权利要求1所述的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征是，所述机器人控制器通用I/O子模块，负责检测焊接机器人焊接关键位置点信号检测和焊接机器人行走确认信号，焊接关键位置点信号包括：起弧位置点、电流衰减位置点和熄弧位置点信号，通过机器人控制器通用I/O子模块中的数字光耦把焊接机器人当前关键位置点信号传递到主控计算机。

6.根据权利要求1所述的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征是，所述视觉传感系统，包括视觉传感器、图像采集卡，图像采集卡安装在主控计算机外设部件互连插槽内，通过视频线和视觉传感器相连。