[发明专利]一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备的焊接方法

摘要

本发明涉及一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备，包括一行走系统、一运动系统、一焊接系统、一控制系统，其还包括一用于指导所述行走系统行进轨迹的第一视觉系统与一用于指导所述运动系统位置的第二视觉系统。本发明效率高、焊接质量好；柔性化的操作机制，适应性好，通用性好，可实现厚板、薄板、多种坡口、不同曲线轨迹焊缝的焊接件的焊缝识别及跟踪；智能化程度较高；操作简单，自动化程度高，测量成本低，无公害。

主权项

一种大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备的焊接方法，包括一大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备，所述大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备包括一行走系统、一运动系统、一焊接系统、一控制系统，所述行走系统为焊接设备提供主体支撑并且能够带动设备进行运动，所述控制系统控制所述行走系统沿待焊焊缝前行、控制所述运动系统带动所述焊接系统对准焊缝、控制所述焊接系统对焊缝进行焊接，其特征在于，其还包括一用于指导所述行走系统行进轨迹的第一视觉系统与一用于指导所述运动系统位置的第二视觉系统；所述第一视觉系统包括一第一图像获取装置与一向待焊表面发射线状光斑的线形激光器；所述第二视觉系统包括一第二图像获取装置与一向待焊表面发射环形光斑的环形激光器；所述运动系统为一多自由度机械手，所述第一图像获取装置为第一相机，所述第二图像获取装置为第二相机；其中，所述的大尺寸立体曲线焊缝智能焊接设备的焊接方法，包括步骤：S1，将所述行走系统定位于焊接起点附近，智能获取焊接起点位置，并且开始施焊；S2：所述第一视觉系统识别当前行走系统位置与当前焊缝位置，收集数据并传送至所述控制系统，所述控制系统对所述行走系统行进路线进行实时纠偏；S3：第二视觉系统识别当前焊枪位置与当前焊缝位置，收集数据并传送至所述控制系统，所述控制系统控制运动系统调整至最佳焊接位置进行焊接；S4：重复步骤S2及S3直至焊接工作完成；其中，所述步骤S2具体为：所述线形激光器向所述行走系统前方待焊焊缝位置照射激光，所述第一相机获取视场图像数据，并将其传送至所述控制系统，所述控制系统在XYZ坐标系中，控制所述行走系统绕Z方向调整的角度控制所述行走系统在Y方向调整的距离其中，以多自由度机械手的安装位置的中心为原点，以所述行走系统长度方向为X方向，垂直于所述行走系统上平面的方向为Z方向，与面XZ垂直方向为Y方向；所述行走系统绕Z方向调整的角度为：控制所述行走系统在Y方向调整的距离为：Ly11=b1-vM12-vN122cosθ12ζ11;]]>其中，a1、b1为所述第一相机视场U、V方向图像长度，U方向与X方向平行，V方向与Y方向平行，激光线与焊缝边缘的交点图像坐标分别为分别为点M12、N12的V轴坐标，由所述第一相机测定，ζ11为所述第一相机的标定系数；θ12为焊缝在处的切线与V轴的夹角，由所述第一相机测定，其中u为坐标系中任一点U方向上的坐标。