[发明专利]一种箱式焊接设备及其控制方法

权利要求书

1.一种箱式焊接设备，设备通过支架固定有焊枪，其特征在于：所述箱体的两侧内壁对称固定有纵向移动的Z向驱动机构，两个所述Z向驱动机构的支撑台上固定有竖直设置的支撑柱，两根所述支撑柱的相向面固定有竖直方向移动的外Y向驱动机构，两个所述外Y向驱动机构的支撑台通过支撑梁连接，所述支撑梁上固定有横向移动的X向驱动机构，所述X向驱动机构的支撑台上固定有两块向下延伸的固定板，其中一块固定板上固定有竖直方向移动的内Y向驱动机构，另一块固定板上固定有视觉机构，所述视觉机构和内Y向驱动机构安装在两块固定板的相向面，所述支架固定在内Y向驱动机构的支撑台上。

2.根据权利要求1所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述箱体内固定有PC机，所述视觉机构连接PC机并将所采集的信号输送至PC机，所述PC机连接运动控制卡并输出控制信号至运动控制卡，所述运动控制卡连接并输出驱动信号至Z向驱动机构、外Y向驱动机构、X向驱动机构、内Y向驱动机构。

3.根据权利要求2所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述箱体为集装箱且设有钢架，所述钢架的六个面固定有箱板，所述箱体的两端或其中一段开设有箱门。

4.根据权利要求3所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述Z向驱动机构、外Y向驱动机构、X向驱动机构、内Y向驱动机构结构相同，包括支撑板、动力源、滑轨、丝杆、支撑台、轴承支撑，所述丝杆两端通过轴承支撑固定支撑板上，所述丝杆通过传动杆连接动力源，所述丝杆的一侧或两侧的支撑板上设有与丝杆平行的滑轨，所述滑轨上设有滑块，所述丝杆上设有螺母，所述支撑台的底面固接在螺母和滑块上。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述视觉机构设有壳体，所述壳体的下表面为透明的防烟尘玻璃，所述壳体内固定有工业相机和激光器，所述工业相机和激光器均通过通信接口连接PC机，所述工业相机的镜头中轴线和激光器照射的中轴线延伸出防烟尘玻璃后相交，所述工业相机的镜头与防烟尘玻璃之间设有过滤片和减光片。

6.根据权利要求5所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述激光器固定在壳体内的角度调整装置上，所述PC机输出调节信号至角度调整机构，所述壳体内设有温度传感器，所述壳体上设有进气口和出气口，所述进气口和出气口通过管路连接冷却气体循环装置，所述温度传感器输出感应信号至PC机，所述PC机输出控制信号至冷却气体循环装置。

7.根据权利要求5或6所述的箱式焊接设备，其特征在于：所述PC机将视觉机构输入的图像信息发送至自动控制单元、手动控制单元和学习单元，所述自动控制单元识别输入的图像信息并输出控制信号至驱动机构，所述手动控制单元包括显示图像信息的显示器和手动操控驱动机构的遥控操作杆，所述学习单元存储获得的图像信息并完成自学习。

8.基于权利要求1-7中任一所述箱式焊接设备的控制方法，其特征在于：

启动阶段：PC机获取焊接轨迹程序并执行；

准备阶段：视觉机构将采集的信号输送至PC机，PC机根据图像信号识别当前位置并控制驱动机构调整焊枪至焊接起始位置；

焊接阶段：焊枪启动，驱动机构按照焊接轨迹驱动焊枪运动，直至行走完焊接轨迹。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述焊接阶段中，PC机每间隔设定时间进行一次PID纠偏控制，PID纠偏控制过程中激光器照射在焊接的期望位置，PC机根据图像信号依次通过图像ROI提取、高斯单方向滤波、激光线提取，最终识别出焊点，将焊点位置与激光器照射位置比较，控制驱动机构调整焊枪位姿使焊点向期望位置逼近。

10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于：所述准备阶段和焊接阶段，PC机将采集的图像信息实时发送至学习单元，由学习单元完成自学习。