[发明专利]一种焊缝跟踪传感器结构

说明书

技术领域

本发明涉及机器人焊接技术领域，具体涉及一种焊缝跟踪传感器 结构，是一种焊缝跟踪主动视觉传感器。

背景技术

随着生产的发展，对产品的焊接质量的要求越来越高，同时又要 求改善工人的劳动强度。自动化焊接是发展方向。而在自动化焊接中， 检测和引导是焊接质量的保证。因此，焊缝跟踪传感器技术是实现机 器人焊接自动化的前提。

目前，应用于焊接机器人的上的传感方式多种多样，其中视觉传 感方式具有采集信息量大、非接触、快速、高精度及检测范围大等优 点，成为机器人焊接传感器方面的研究热点。在各种视觉传感器中， 又以主动视觉传感器结构简单，更易于实现。主动视觉传感器利用激 光作为成像光源，使用CCD摄像机来采集激光照射在连接处时的图像 信息。由于激光是单波长，相干性好，不易受外部的干扰。因此，可 以克服焊接过程中强烈的电弧光、电弧热、烟雾及飞溅等的影响。

目前，大多数激光传感器都是设计成固定地安装在焊枪上，且激 光束与摄像机视线之间的夹角也是固定不可调的。这样就不能针对不 同的焊接状况来调整传感器的角度。另外，这些传感器的滤光系统的 移进移出，通过气动装置或直流电机加齿条实现。这种设计提高了传 感器的自动化的程度，然而其操作的便利性和可靠性并不强。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种焊缝跟踪传感器结构:传感器整 体与焊枪之间的角度可以调整，激光束与摄像机视线之间的角度亦可 调整。本发明的滤光系统由步进电机驱动，可以被准确地定位并得到 有效的控制，且并不依赖某些特殊的设备。

本发明的技术方案通过以下措施实现：

一种焊缝跟踪传感器结构，包括：支撑和固定内部各元件的底板； 连接底板和角位台的右侧板；对内部元件起保护作用的侧弯板；用来 支撑激光器套座并为其定位的激光器支架，其上开有一矩形槽来安装 激光器套座，其下方则安装于底板上所开的两个矩形槽中；用于反射 激光的反射镜片，安装在反射镜支架上所开的圆形槽中；反射镜支架， 固定在其下方的手动转台的转台台面上，可随转台台面一起转动；手 动转台，安装在底板上为其开的矩形槽中；带散热片的工业相机；用 以安装固定工业相机的相机支架，其下部有一个圆形大孔以套住工业 相机下部的圆柱段，其上部通过后固定板来压紧工业相机，工业相机 的两侧固定在相机支架的左右两侧板上；丝杆滑台，其安装在底板上 的矩形槽内；滤镜，安装在滤镜支架上；滤镜支架，其与滤镜相接的 部分开有圆形口以透光，其与丝杆滑台相连接的部分开有一个条形 槽，其使得滤镜支架和滤镜整体可以沿相机的光轴方向移动以调整位 置；丝杆滑台，其滑台上有两个平行于相机光轴方向分布的螺钉，通 过滤镜支架上的条形窄槽固定滤镜支架；有机玻璃板，其呈矩形长条 形，左右两端各设有一小段伸出部，其中左端伸出部上钻有一孔；下 板，其右端安装有一有机玻璃固定块压住有机玻璃板的右端伸出部， 下板左端的伸出部分上钻有一孔固定有机玻璃板的左端伸出部，其中 间部分开有两个矩形口以通过光线；用于连接焊枪的焊枪连接装置， 连接设置在右侧板右下侧。

进一步地，所述激光器、工业相机、手动转台的底座、丝杆滑台 的底座以及焊枪的相对位置固定，都通过底板上的矩形槽来定位。

进一步地，激光器的中心轴线、工业相机的光轴、激光反射镜的 中心线、滤镜的中心线以及焊枪的中心线在一个平面内。

进一步地，激光器采用倾斜式的安装，并通过下方的激光反射镜 来反射激光，使得激光可以照射到右边工业相机的下方视野内。

进一步地，滤镜通过滤镜支架与丝杆滑台的滑台固定，通过控制 丝杆滑台的微型步进电机来驱动丝杆转动，以完成滤镜的移入和移 出。

进一步地，所述下板的内侧有矩形滑槽以安放有机玻璃板。

进一步地，所述的焊枪连接装置包括角位台、左夹持块以及右夹 持块，所述角位台包括连接右侧板的角位台台面和角位台底座，所述 左夹持块的右面和右夹持块的左面均设置有用于安装焊枪的半圆槽， 所述角位台底座固定在左夹持块上部左侧的矩形凹槽内。

进一步地，右侧板与角位台之间装有硬质耐热的绝缘塑料垫片， 包括位于右侧板下部左右两侧的矩形槽内的内绝缘垫片和外绝缘垫 片，角位台台面嵌入安装在外绝缘垫片上的矩形槽内。它们将传感器 与焊枪隔开，以避免焊接时的高电压、电流破坏传感器内部的元件。