專利名稱：焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可遠(yuǎn)距離輔助焊接機(jī)器人示教的視覺傳感器，可幫助示教人員清 晰地判斷示教過程中焊槍電極與焊縫的相對位置，屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，焊接機(jī)器人在汽車、重型機(jī)械、航空航天、船舶、 化工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有的焊接機(jī)器人主要有示教再現(xiàn)機(jī)器人和離線編程機(jī)器人 兩種，其中示教再現(xiàn)機(jī)器人適用于焊接質(zhì)量要求較高的場合。使用示教再現(xiàn)機(jī)器人進(jìn)行焊 接作業(yè)時，在確定焊接參數(shù)后，需先由示教人員對焊接機(jī)器人進(jìn)行引導(dǎo)，確定其焊槍電極的 運(yùn)動軌跡，然后再進(jìn)行焊接。但當(dāng)焊縫位置較高，或者處于狹窄空間或危險工作環(huán)境中時， 示教人員往往不能接近，因而難以確定焊接機(jī)器人焊槍電極端部與焊縫的相對位置，給示 教帶來較大難度。中國專利申請?zhí)?00710037890. 3公開了一種“焊接機(jī)器人多功能雙目視覺傳感 器及其標(biāo)定方法”，該方法采用雙攝像頭觀測焊槍電極與焊縫之間的相對位置，但兩個攝像 頭均位于焊槍噴嘴外部，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積也較大，當(dāng)焊縫處于較深、較窄的空間內(nèi)時，就會 給其觀察帶來困難，而且在焊槍轉(zhuǎn)動時，還要通過電機(jī)調(diào)整兩只攝像頭的位置，操作十分不 便，難以達(dá)到精確示教的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種操作便捷、結(jié)構(gòu)簡單的焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺 傳感器，以提高焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教精度。本發(fā)明所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，構(gòu)成中包括攝像頭和管狀支架，所述管狀 支架套裝在機(jī)器人焊槍的導(dǎo)電嘴外部，其后端設(shè)置有與機(jī)器人焊槍上的保護(hù)氣噴嘴安裝接 頭上的外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，前端內(nèi)徑較小且前端面上設(shè)置有攝像頭安裝孔，所述攝像 頭固定于攝像頭安裝孔內(nèi)，其鏡頭面向管狀支架的前方，攝像頭的輸出信號接監(jiān)視器。上述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，在管狀支架與機(jī)器人焊槍的導(dǎo)電嘴之 間還設(shè)置有導(dǎo)電彈簧，管狀支架通過導(dǎo)電彈簧與導(dǎo)電嘴和導(dǎo)電嘴上的電極電連接。上述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，所述攝像頭設(shè)置2 4個，它們繞管狀 支架軸線均勻分布，各攝像頭的軸線與管狀支架的軸線交于一點(diǎn)，交點(diǎn)位于管狀支架前方 20 35mm0上述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，所述管狀支架的外部設(shè)置有防護(hù)套筒。本發(fā)明在焊接機(jī)器人示教過程中替換原焊槍保護(hù)氣噴嘴安裝在焊槍上，它利用攝 像頭采集電極和焊縫部位的圖像，幫助示教人員判斷焊槍電極與焊縫之間的相對位置。由 于攝像頭安裝于管狀支架前端面上的攝像頭安裝孔內(nèi)，因而本傳感器具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、操作靈活方便等優(yōu)點(diǎn)，即使在焊縫位置較高，或者焊縫處于狹窄空間內(nèi)時，也能實(shí)現(xiàn) 精確示教。多個攝像頭可從多個角度對焊槍電極進(jìn)行監(jiān)視，有利于示教人員正確判斷電極 位置。防護(hù)套筒、管狀支架、導(dǎo)電嘴和電極之間電連接，其中的任何一個部件與工件接觸后 都可以觸發(fā)報警裝置，給示教人員提供有價值的參考信息。導(dǎo)電彈簧的作用是保證管狀支 架與導(dǎo)電嘴可靠電連接，提高本裝置的可靠性。防護(hù)套筒用于保護(hù)攝像頭及與之相連的電 纜。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明與機(jī)器人焊槍的連接示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是安裝3只攝像頭時管狀支架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是攝像頭防護(hù)套筒的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各標(biāo)號為1、管狀支架；2、攝像頭；3、防護(hù)套筒；4、電極；5、導(dǎo)電彈簧；6、導(dǎo) 電嘴；7、攝像頭安裝孔；8、電纜孔；9、機(jī)器人焊槍上的保護(hù)氣噴嘴安裝接頭。
具體實(shí)施例方式參看圖1、圖2，本發(fā)明主要包括攝像頭2、管狀支架1、導(dǎo)電彈簧5及防護(hù)套筒3，二 至四只攝像頭分別置于管狀支架1側(cè)壁的攝像頭安裝孔7內(nèi)，攝像頭安裝孔7 —端位于管 狀支架1的前端面上，另一端位于管狀支架1的外壁上，在管狀支架1的側(cè)壁內(nèi)還設(shè)置有用 于放置攝像頭電纜的電纜孔8。多只攝像頭在管狀支架1徑向平面內(nèi)呈一定角度放置，一般 情況下，二只攝像頭時呈180°，三只攝像頭呈120°，四只攝像頭時呈90° ；各攝像頭的軸 線均聚焦在管狀支架1的軸線上，交點(diǎn)距管狀支架1的前端部為20 35mm，距原焊槍導(dǎo)電 嘴6端部為15 30mm，無論焊槍旋轉(zhuǎn)多大角度都能夠清晰看到電極4與工件的相對位置。 由于示教過程中需要保證電極4與工件接觸，為了能夠判斷二者是否接觸，機(jī)器人都設(shè)置 有焊槍保護(hù)氣噴嘴與工件接觸報警提示系統(tǒng)。將電極4與管狀支架1、防護(hù)套筒3電連接， 管狀支架1與導(dǎo)電嘴6采用導(dǎo)電彈簧5連接，即在管狀支架1內(nèi)放導(dǎo)電彈簧，將其套裝在電 極導(dǎo)電嘴6上，在彈簧壓縮狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了電極4、導(dǎo)電嘴6、管狀支架1、防護(hù)套筒3的電路導(dǎo) 通，這樣便能夠在示教過程中準(zhǔn)確判斷電極是否與工件接觸，為獲得機(jī)器人精確的行走軌 跡提供保障。本傳感器在示教開始前替換原機(jī)器人焊槍上的保護(hù)氣噴嘴，攝像頭線纜與監(jiān) 視器連接，電極4對準(zhǔn)被焊工件，這時監(jiān)視器將呈現(xiàn)出每幅畫面均有電極4端部與被焊工件 的畫面，從而能夠通過視覺傳感器-攝像頭和接觸傳感器判斷電極4與被焊工件的相對位 置，達(dá)到精確識別的目的。示教完成后再將傳感器換為原焊槍保護(hù)氣噴嘴即可進(jìn)行焊接作 業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，其特征在于，該傳感器構(gòu)成中包括攝像 頭(2)和管狀支架(1 )，所述管狀支架(1)套裝在機(jī)器人焊槍的導(dǎo)電嘴外部，其后端設(shè)置有 與機(jī)器人焊槍上的保護(hù)氣噴嘴安裝接頭(9)上的外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，前端內(nèi)徑較小且 前端面上設(shè)置有攝像頭安裝孔(7)，所述攝像頭(2)固定于攝像頭安裝孔(7)內(nèi)，其鏡頭面 向管狀支架(1)的前方，攝像頭(2)的輸出信號接監(jiān)視器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，其特征在于，在管狀支 架(1)與機(jī)器人焊槍的導(dǎo)電嘴(6)之間還設(shè)置有導(dǎo)電彈簧(5)，管狀支架(1)通過導(dǎo)電彈簧 (5)與導(dǎo)電嘴(6)和導(dǎo)電嘴上的電極(4)電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，其特征在于，所述 攝像頭(2)設(shè)置2 4個，它們繞管狀支架(1)軸線均勻分布，各攝像頭的軸線與管狀支架 (1)的軸線交于一點(diǎn)，交點(diǎn)位于管狀支架(1)前方20 35mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，其特征在于，所述管狀 支架(1)的外部設(shè)置有防護(hù)套筒(3)。
全文摘要
一種焊接機(jī)器人遠(yuǎn)距離示教用視覺傳感器，屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。其技術(shù)方案是該傳感器構(gòu)成中包括攝像頭和管狀支架，所述管狀支架套裝在機(jī)器人焊槍的導(dǎo)電嘴外部，其后端設(shè)置有與機(jī)器人焊槍上的保護(hù)氣噴嘴安裝接頭上的外螺紋相匹配的內(nèi)螺紋，前端內(nèi)徑較小且前端面上設(shè)置有攝像頭安裝孔，所述攝像頭固定于攝像頭安裝孔內(nèi)，其鏡頭面向管狀支架的前方，攝像頭的輸出信號接監(jiān)視器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧、操作靈活方便，即使在焊縫位置較高，或者焊縫處于狹窄空間內(nèi)時，也能使示教人員正確判斷焊槍電極與焊縫之間的相對位置，為焊接機(jī)器人的精確示教提供了保障。
文檔編號B25J19/00GK102139487SQ20111007870
公開日2011年8月3日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者劉飆, 徐世龍, 米小剛 申請人:唐山開元焊接自動化技術(shù)研究所有限公司