[发明专利]一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床

说明书

本发明涉及法兰焊接技术领域，具体涉及一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床，包括焊接机器人、三维视觉识别模组和控制系统，三维视觉识别模组安装在焊接机器人，控制系统分别与焊接机器人和三维视觉识别模组连接，三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头分别安装在焊接机器人的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与控制系统连接。该焊接设备可以实时自动识别V形缺口，规划焊接路径。

技术领域

本发明涉及法兰焊接技术领域，具体涉及一种用于法兰毛坯的焊接设备及一体化机床。

背景技术

在一些口径比较大的管道上用的法兰，其加工过程都是根据法兰周长先将钢板切割成条状，其长度与法兰周长相同，宽度和厚度与法兰毛坯宽度和厚度相同，条状钢板滚弯成圆环状后在首尾接口处焊接，即可成为法兰毛坯。

但目前大多采用人工焊接的方式，生产效率低且工作环境恶劣，虽然可采用焊接机器人进行焊接，但由于滚弯后法兰毛坯的V形缺口不规则，焊接机器人无法识别不规则的V形缺口并将其焊接填满，同时只能人为在焊接前进行路径规划，在实际焊接过程中，无法根据实际情况灵活改变焊接路径和焊接量。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种用于法兰毛坯的焊接设备。该焊接设备可以实时自动识别V形缺口，规划焊接路径。

本发明的另一个目的是：提供一种一体化机床。该一体化机床可以自动进料并将钢板滚弯制成法兰毛坯。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于法兰毛坯的焊接设备，包括焊接机器人、三维视觉识别模组和控制系统，三维视觉识别模组安装在焊接机器人，控制系统分别与焊接机器人和三维视觉识别模组连接；

三维视觉识别模组包括二维摄像头和激光扫描摄像头，二维摄像头和激光扫描摄像头分别安装在焊接机器人的前端臂，二维摄像头和激光扫描摄像头分别与控制系统连接。

进一步的，还包括红外视觉感知摄像头，红外视觉感知摄像头安装在焊接机器人的前端臂，红外视觉感知摄像头与控制系统连接。

进一步的，二维摄像头的镜头安装有偏光片。

进一步的，还包括焊前识别模组，焊前识别模组包括焊前二维摄像头、焊前激光扫描摄像头和外壳，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头均安装在外壳，外壳与法兰毛坯的V形缺口相对，焊前二维摄像头和焊前激光扫描摄像头分别与控制系统连接。

进一步的，控制系统内安装有三维视觉传感器。

为了达到上述另一个目的，本发明采用如下技术方案：一种一体化机床，包括机床本体、自动送料机构、回转工作台和上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备，回转工作台安装在机床本体，回转工作台与自动送料机构的出料口连接，上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备与回转工作台相对，上述的一种用于法兰毛坯的焊接设备分别与机床本体和自动送料机构连接。

进一步的，回转工作台包括弯曲油缸、工作台本体和回转模具，弯曲油缸安装在机床本体，弯曲油缸的输出端与回转模具相对应，回转模具安装在回转工作台，法兰毛坯安装在回转模具。

进一步的，弯曲油缸的输出端安装有滚轮。

总的说来，本发明具有如下优点：(1)二维摄像头和激光扫描摄像头安装在焊接机器人的前端臂，其镜头正对V形缺口，可以实时识别不规则的V形缺口，将信息传输至控制系统，使焊接机器人可以实时自动的规划焊接路径。

(2)红外视觉感知摄像头可对焊接处V形缺口的场景深度信息进行估算，从而对V形缺口的场景进行三维重建，实时控制焊接机器人的焊接量，焊接填充效果好。

(3)偏光片可以减弱焊接时产生的强烈弧光，使三维识别模组的识别效果更好。