[发明专利]基于离线规划的焊缝跟踪系统及方法

摘要

本发明提供了一种基于离线规划的焊缝跟踪系统及方法，该焊缝跟踪方法按照以下步骤执行：探针探测路径离线规划；利用焊缝图像采集器采集当前焊缝图像，获取焊缝起始点信息；利用探针移动，获得焊缝路径；焊接机器人驱动焊枪焊接，焊接时利用熔池图像采集器实时跟踪熔池图像；图像处理分析模块将焊接偏差量反馈给焊接机器人驱动模块，焊接机器人驱动模块根据焊接偏差量调节焊枪的位置或送丝速度，实现上述焊缝跟踪方法的跟踪系统包括焊接机器人、中央控制器、焊缝探测机构、焊缝图像采集器、熔池图像采集器、图像采集卡。本发明具有能够对焊缝实现高精度、全自动化控制的特点。

主权项

基于离线规划的焊缝跟踪系统，包括焊接机器人和用于控制焊接机器人焊接轨迹的中央控制器，其特征在于，所述焊缝跟踪系统还包括用于获取焊缝路径的焊缝探测机构、用于在焊接前获取焊缝信息的焊缝图像采集器以及在焊接时获取实时熔池信息的熔池图像采集器；所述焊缝探测机构包括在焊缝间沿长度方向移动的探针、探针夹具以及通过电机驱动的多自由度探针支架，所述探针通过探针夹具连接在所述多自由度探针支架上，所述探针设有感应接触作用力的力传感器；所述焊缝图像采集器包括照射焊缝区域的激光器一和接收焊缝区域光反射的CCD相机一；所述CCD相机一将焊缝图像传输给与中央控制器通信相连的图像采集卡；所述熔池图像采集器包括照射熔池区域的激光器二和接收熔池区域光反射的CCD相机二；所述CCD相机二将熔池图像传输给图像采集卡；所述中央控制器包括在三维图形界面规划探针探测路径的离线规划模块和对所述图像采集卡所接受到的图像信息进行计算处理的图像处理分析模块；多自由度探针支架的电机与中央控制器的探针驱动模块通信相连，所述探针驱动模块分别接收由所述图像处理分析模块输出的焊缝起始点信息以及由所述离线规划模块输出的探针探测路径信息；所述中央控制器还包括生成焊缝路径的焊缝路径模块和与焊接机器人的电机通信连接的焊接机器人驱动模块，所述力传感器通信连接于所述焊缝路径模块，所述焊缝路径模块将由所述离线规划模块输出的探针探测路径信息和由力传感器输出的焊缝作用力信息进行结合计算生成焊缝路径；所述焊缝路径模块将焊缝路径反馈至所述焊接机器人驱动模块，所述焊接机器人驱动模块驱动焊枪沿着焊缝路径进行焊接；所述图像处理分析模块将对熔池图像分析所得的焊接偏差量反馈至所述焊接机器人驱动模块，焊接电源和送丝机构受控于所述焊接机器人驱动模块。