[实用新型]一种基于单双目视觉的机器人自动焊接系统

说明书

本实用新型涉及机器人智能制造技术领域，提出一种基于单双目视觉的机器人自动焊接系统，包括前置视觉检测模块、运动控制模块、焊枪，其中前置视觉检测模块包括单目相机、双目相机、防飞溅挡板、图像采集卡，运动控制模块包括上位机、机器人控制器、运动轴执行机构；单目相机设置在焊枪的一侧，防飞溅挡板设置在单目相机与焊枪之间，双目相机设置在单目相机的另一侧，且单目相机和双目相机分别通过图像采集卡与上位机连接；上位机对焊缝图像进行分析处理，分别得到工件及焊缝的坐标以及运动轴执行机构的运动轨迹规划结果，并通过机器人控制器将运动轨迹规划结果相应的控制命令传送到运动轴执行机构。

技术领域

本实用新型涉及机器人智能制造技术领域，更具体地，涉及一种基于单双目视觉的机器人自动焊接系统。

背景技术

焊接机器人的出现代表着焊接自动化历史性的进步，它取代了手工焊接和刚性自动化方式，开创了一种柔性自动化的生产方式。目前，广泛应用于工业生产的焊接机器人主要是示教再现性机器人，在焊缝轨迹比较简单的情况下，示教再现性机器人能有效提高生产效率，并且能保证焊接质量的一致性。然而对于复杂轨迹的焊缝，示教再现性机器人存在人工示教耗时长，焊接质量的稳定性要求难以保证等问题，并且对于小批量和单件的焊接生产来说，机器人示教时间占全部生产工时的比例高，影响了机器人的整体工作效率。

为了解决上述问题，目前主要采用基于视觉的的自动焊接系统进行焊接加工，其中，自动焊接系统主要采用单目或双目相机进行焊缝采集，但在焊接过程中单目或双目相机容易受强光飞溅的影响，因此单目或双目相机需要安装有相应的滤波装置或保护装置，导致无法应用于正常光照下的拍摄；同时由于焊缝识别的精度要求，用于识别焊缝的相机焦距和安装位置都不适合用于寻找需要加工的工件，无法真正的实现焊接机器人自动焊接作业。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的不能实现焊接机器人自动焊接作业的缺陷，提供一种基于单双目视觉的机器人自动焊接系统。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种基于单双目视觉的机器人自动焊接系统，包括前置视觉检测模块、运动控制模块、焊枪，其中：前置视觉检测模块包括单目相机、双目相机、防飞溅挡板、图像采集卡；运动控制模块包括上位机、机器人控制器、运动轴执行机构；

焊枪设置在运动轴执行机构上，上位机与机器人控制器连接，机器人控制器与运动轴执行机构连接；

单目相机设置在焊枪的一侧，防飞溅挡板设置在所述单目相机与焊枪之间，双目相机设置在单目相机的另一侧，且单目相机和双目相机分别通过与图像采集卡连接将所采集的焊缝图像传送到上位机；上位机对焊缝图像进行分析处理，分别得到工件及焊缝的坐标以及运动轴执行机构的运动轨迹规划结果，并通过机器人控制器将运动轨迹规划结果对应的控制命令传送到运动轴执行机构。

本技术方案中，前置视觉检测模块用于采集待识别的工件图像和焊缝图像，然后传送到运动控制模块中进行图像分析处理，其中，双目相机用于采集三维信息，从而识别得到工件的空间坐标；单目相机用于采集二维平面信息，从而识别得到焊缝位置信息；防飞溅挡板设置在单目相机与焊枪之间，用于遮挡焊接过程中产生的飞溅。运动控制模块用于对工件坐标以及焊缝位置信息进行分析处理，对焊机运动轨迹进行规划，并通过控制运动轴执行机构控制焊机的移动，其中，上位机接收前置视觉检测模块所传输的图像信息，对其进行分析得到工件坐标信息以及焊缝位置信息，以及对所述工件坐标信息和焊缝位置信息进行分析处理，对焊枪的运动轨迹进行规划，然后将得到的运动轨迹规划结果发送到机器人控制器中，机器人控制器根据所接收的运动轨迹规划结果进行分析得到相应的控制命令，实现对运动轴执行机构的控制，控制焊机对焊缝位置的跟踪矫正补偿运动，从而实现焊接机器人的自主焊接作业。

优选地，单目相机包括相机安装架、单目相机镜头、滤光片、辅助光源，其中，单目相机镜头安装设置在相机安装架上，滤光片设置在单目相机镜头前方。