[发明专利]一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法在审
申请号: | 201910898373.8 | 申请日: | 2019-09-23 |
公开(公告)号: | CN110548988A | 公开(公告)日: | 2019-12-10 |
发明(设计)人: | 胡峰峰;杨国舜;周法权;张华德;汪虎;钟赟 | 申请(专利权)人: | 航天工程装备(苏州)有限公司 |
主分类号: | B23K20/12 | 分类号: | B23K20/12;B23K20/26 |
代理公司: | 32224 南京纵横知识产权代理有限公司 | 代理人: | 董建林 |
地址: | 215000 江苏省苏州市吴*** | 国省代码: | 江苏;32 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 视觉识别装置 搅拌摩擦焊设备 工作台 搅拌工具 机身 焊接工艺 机床数控系统 自动识别装置 编程自动化 焊缝轨迹 焊接工装 焊接轨迹 技能需求 生产效率 视觉技术 主轴连接 自动生成 操作工 智能化 下端 编程 对准 互联 智能 | ||
本发明公开了一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法,包括:搅拌摩擦焊设备机身,主轴,搅拌工具,视觉识别装置和工作台,所述搅拌摩擦焊设备机身设置在工作台上方,所述的工作台上方设置焊接工装,所述的主轴连接于搅拌摩擦焊设备机身上,所述主轴的的前端连接搅拌工具,所述的视觉识别装置连接在搅拌摩擦焊设备机身的下端,所述视觉识别装置和搅拌工具对准下方工作台。本发明焊接轨迹特征坐标值可通过视觉识别装置自动生成,无需编程,降低操作工的技能需求,提高生产效率;视觉识别装置与机床数控系统智能互联,实现焊接工艺编程自动化、智能化。
技术领域
本发明公开了一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法,涉及搅拌摩擦焊设备自动控制领域。
背景技术
目前在航天、航空、高铁等轨道交通生产领域有越来越多的涉及到搅拌摩擦焊接设备,搅拌摩擦焊技术属于一种固相连接技术,用类似加工中心的机床进行焊接加工,与普通熔焊相比,更易于实现加工自动化、智能化。目前搅拌摩擦焊接加工还是采用传统的机床对刀和运动轨迹手动编程或者焊接轨迹模拟图形导入半自动编程的方式实现搅拌摩擦焊接加工,对机床操作工人的技能水平要求相对较高,对刀、编程过程浪费大量的时间,影响生产效率。但是搅拌摩擦焊接对机床的走刀精度远低于机加工精度要求,一般焊缝间隙量为0.1~0.2mm,焊缝错边量控制在0~0.2mm即可,因此得益于视觉识别技术的发展和搅拌摩擦焊接本身的工艺特性,将视觉识别技术用于搅拌摩擦焊焊接轨迹的检测,实现自动、智能焊接是推进搅拌摩擦焊接设备升级的重要方式。
发明内容
本发明针对上述背景技术中的缺陷,一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置和方法,实现平面搅拌摩擦焊焊缝轨迹的自动检测,实现焊接智能化。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别装置,其特征在于,包括:搅拌摩擦焊设备机身,主轴,搅拌工具,视觉识别装置和工作台,视觉识别装置与机床数控系统智能互联,所述搅拌摩擦焊设备机身设置在工作台上方,所述的工作台上方设置焊接工装,所述的主轴连接于搅拌摩擦焊设备机身上,所述主轴的的前端连接搅拌工具,所述的视觉识别装置连接在搅拌摩擦焊设备机身的下端,所述视觉识别装置和搅拌工具对准下方工作台。
进一步的,所述视觉识别装置包括TOF景深摄像头和CCD普通摄像头。
进一步的,所述CCD普通摄像头通过第一安装支架连接在搅拌摩擦焊设备机身上,所述的TOF景深摄像头通过第二安装支架连接在搅拌摩擦焊设备机身上。
进一步的,所述的TOF景深摄像头和CCD普通摄像头对称设置在搅拌工具的两侧。
进一步的,所述的第一安装支架和第二安装支架均为可伸缩支架。
进一步的,所述CCD普通摄像头的底端低于搅拌工具底端5~10mm。
一种基于视觉技术的焊缝轨迹自动识别方法,其特征在于,包括以下步骤:
确定焊接轨迹的基准坐标(X、Y);获取搅拌工具所需的平面焊缝轨迹加工特征坐标(X、Y、Z),并将采集的影响数据实时传送到工控机进行图像处理,用于显示轨迹图像;根据轨迹图像,确定焊接起始位置;执行焊接任务。
进一步的,基准坐标为焊接设备下端CCD摄像头在机床坐标中所处的位置(X、Y)。
进一步的,所述加工特征坐标的获取方法包括:CCD摄像头获取的平面焊缝轨迹转化成机床坐标系内的(X、Y),TOF摄像头获得的搅拌工具底面到焊接平面的深度值(Z)。
工作原理:CCD普通摄像头获取平面焊缝的影像,TOF景深摄像头测试搅拌头与待焊接工件表面间得距离,将采集到的影像数据实时传送到工控机进行图像处理;影像数据处理后获得焊缝的三维坐标,包括焊缝平面的二维坐标(X、Y),以及搅拌工具底面到焊接平面的深度值(Z);将获取得到的数据与机床数控系统对接并转化成编程语言即可实现自动、智能焊接。
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于航天工程装备(苏州)有限公司,未经航天工程装备(苏州)有限公司许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201910898373.8/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。