[实用新型]适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化焊接领域，特别涉及需要使用垂直关节型六轴工业机器人，并且采用线激光焊缝检测装置的领域。

背景技术

随着自动化焊接技术的发展，六轴工业机器人在焊接领域的运用越来越广泛，然而，目前焊接机器人的编程方式以“示教-再现”为主，这种方式在直线焊接时效率较高，但是由于焊接产生大量热，导致工件变形，直接影响了焊接精度；而对于复杂焊缝，需要确定更多的示教点，工作效率低，并且更难保证精度，难以达到高度的自动化焊接。

为解决以上问题，就需要提高焊缝跟踪技术。焊缝跟踪常用的方法是利用传感器实时检测焊缝位置，生成坐标信息传送到控制器，驱动焊枪运动到该坐标点。作为焊缝跟踪的第一步，焊缝检测精度和效率对此后的控制效果会产生很大的影响。常用的非接触式焊缝检测传感器有电弧传感器、超声波传感器、激光传感器等，相对于电弧传感器和超声波传感器，激光传感器的检测效率和精度都更高。然而，由于焊接时会产生强烈的弧光噪声，影响了工业摄像机采集的图像质量，加大了焊缝特征提取的难度。激光条纹离熔池越近，激光传感器所受的弧光影响越大，严重时甚至无法提取到焊缝特征。若增大激光条纹与熔池的距离，虽然弧光影响减少，但是会导致焊缝检测实时性降低，从而影响焊缝跟踪的精度，容易出现“焊偏”等现象。因此，如何降低焊缝检测装置所受的弧光干扰的同时保证焊缝检测的实时性是一项重要的技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置，旨在利用三角测量原理，快速、准确提取焊缝位置信息。并且保证焊接熔池和焊缝特征点检测位置达到最优，即在低噪声情况下，测量距离最小。

本实用新型的目的通过以下方案来实现：

一种适用于垂直关节型六轴工业机器人的线激光焊缝检测装置，包括激光传感器和传感器安装底座，所述激光传感器通过传感器安装底座固定在焊枪前端，用于利用三角测量原理获取焊缝信息；所述的传感器安装底座用于调整激光传感器与焊枪之间的X、Y、Z向的三维空间相对位置及安装角度，同时所述传感器安装底座具备绝缘功能，实现传感器和焊枪之间的绝缘。

本方案的激光传感器可跟随焊枪运动，实现焊接过程中焊缝特征在线检测，激光传感器和焊枪的安装角度可通过传感器安装底座进行调整，以保证焊接熔池和焊缝特征点检测位置达到最优。传感器安装底座具备绝缘功能，可实现传感器和焊枪之间的绝缘，以避免焊接过程中的产生的300A左右的大电流对传感器的损害。传感器安装底座可确保传感器本体内部工业摄像机和条纹式激光发生器之间夹角最优，实现三角测量原理。

进一步地，所述的传感器安装底座包括传感器底座固定板、工业铰链合页、传感器安装侧板、传感器安装基板、传感器活动底板、传感器底座左支承条、传感器底座右支承条，所述传感器安装侧板上沿X向设置有安装激光传感器的长圆孔，所述的传感器安装基板上沿Y向安装所述传感器安装侧板的长圆孔，所述的传感器活动底板上沿Z向设置有安装传感器安装基板的长圆孔，所述的传感器底座固定板固定在焊枪上，所述传感器活动底板通过工业铰链合页与所述传感器底座固定板活动铰接，所述传感器活动底板的两侧分别铰接有连接焊枪的传感器底座左支承条和传感器底座右支承条，所述传感器底座左支承条和传感器底座右支承条的连接焊枪的一端均设置有长圆孔，该长圆孔内设置有调节所述传感器活动底板安装角度的调节螺钉。

本方案为保证焊接熔池和焊缝特征点检测位置达到最优，即在低噪声情况下，激光条纹与焊枪的距离最小，使激光传感器通过传感器安装基板固定在传感器活动底板上，传感器活动底板通过工业铰链和传感器底座固定板连接，传感器底座左支承条和传感器底座右支承条连接传感器活动底板和焊枪，通过传感器底座左支承条和传感器底座右支承条调整激光传感器和焊枪的安装角度。通过调节激光传感器在传感器安装侧板的位置实现激光传感器沿X轴方向移动，通过调节传感器安装侧板在传感器安装基板的位置实现激光传感器沿Y轴方向移动，通过调节传感器安装基板在传感器底座活动板的位置实现传感器沿Z轴方向运动，通过调节激光传感器和焊缝的相对位置，确保激光条纹与焊缝的交点被相机垂直捕捉到。

进一步地，所述激光传感器包括激光传感器本体、工业摄像机、条纹式激光发生器、激光发生器底座，所述的工业摄像机竖直固定在激光传感器本体内，所述条纹式激光发生器通过激光发生器底座固定在激光传感器本体内且轴线与工业摄像机的轴线呈一定夹角。