本發(fā)明涉及焊接，尤其涉及一種焊接修正系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在焊接技術(shù)領(lǐng)域中，自動(dòng)化焊接技術(shù)是指通過(guò)控制焊接過(guò)程中的各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)焊接工序自動(dòng)化，其可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、改善勞動(dòng)條件，精確的路徑規(guī)劃和焊接質(zhì)量控制是實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量焊接的關(guān)鍵。

2、傳統(tǒng)焊接系統(tǒng)通常依賴于預(yù)設(shè)的路徑和有限的反饋調(diào)整機(jī)制，導(dǎo)致在面對(duì)復(fù)雜或動(dòng)態(tài)變化的焊接環(huán)境時(shí)（例如將鍋爐與管道焊接，或是將鍋爐與吊裝配件進(jìn)行焊接時(shí)，焊接的效果直接影響鍋爐的整體強(qiáng)度，所以需要較高的焊接精度），難以保證焊接的一致性和精度，此外，現(xiàn)有系統(tǒng)在焊接過(guò)程中對(duì)誤差的識(shí)別和修正能力有限，往往需要人工干預(yù)，這不僅增加了成本，也降低了生產(chǎn)效率。

3、綜上所知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)，針對(duì)上述問(wèn)題提出一種焊接修正系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種焊接修正系統(tǒng)，其通過(guò)視覺(jué)模塊配合監(jiān)測(cè)自動(dòng)焊接的實(shí)時(shí)狀態(tài)并進(jìn)行修復(fù)，提供了一種焊接修正系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種焊接修正系統(tǒng)，包括視覺(jué)模塊，所述視覺(jué)模塊包括攝像頭，所述視覺(jué)模塊用于對(duì)待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進(jìn)行識(shí)別。

3、中控模塊，用于接收視覺(jué)模塊的輸入的圖像，所述中控模塊包括用于對(duì)數(shù)據(jù)和程序進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算單元，用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的存儲(chǔ)單元，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ艈卧?/p>

4、焊接模塊，所述焊接模塊包括在待焊接區(qū)域進(jìn)行焊接的焊接設(shè)備，所述焊接設(shè)備的一端連接到移動(dòng)模塊中的機(jī)械臂。

5、移動(dòng)模塊，所述移動(dòng)模塊用于給焊接模塊提供三維度的移動(dòng)位移，所述移動(dòng)模塊包括使焊接模塊進(jìn)行位移的三自由度的機(jī)械臂，所述機(jī)械臂包括若干連桿。

6、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述焊接修正系統(tǒng)使用步驟如下：

7、s1，中控模塊接收焊接路徑規(guī)劃數(shù)據(jù)，焊接模塊接收中控模塊計(jì)算得到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

8、s2，焊接模塊根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)得到焊接機(jī)械臂的實(shí)際坐標(biāo)及焊接機(jī)械臂的相對(duì)旋轉(zhuǎn)角度。

9、s3，視覺(jué)模塊采集焊接路徑上的焊接圖像，對(duì)焊接圖像進(jìn)行特征識(shí)別并判定路徑區(qū)域內(nèi)的焊接成功率以及焊接問(wèn)題點(diǎn)。

10、s4，中控模塊給焊接模塊傳輸焊接問(wèn)題點(diǎn)的相對(duì)位置坐標(biāo)，焊接模塊針對(duì)焊接問(wèn)題點(diǎn)進(jìn)行二次修正焊接。

11、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述視覺(jué)模塊對(duì)待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進(jìn)行拍攝，所述中控模塊獲取待焊接區(qū)域g1和焊接區(qū)域g2的圖像img_1，img_2。

12、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述圖像img_2進(jìn)行預(yù)處理得到焊接通過(guò)區(qū)域g20和焊接缺陷區(qū)域g21寬度wi、面積si和形狀ki對(duì)焊接缺陷區(qū)域劃分等級(jí)，設(shè)置初始值為w0，s0，k0，對(duì)識(shí)別到的焊接缺陷區(qū)域進(jìn)行等級(jí)判斷，設(shè)缺陷等級(jí)為，對(duì)缺陷等級(jí)進(jìn)行累加得到周期t內(nèi)的焊接區(qū)域的總?cè)毕莸燃?jí)，。

13、若總?cè)毕莸燃?jí)，不對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行處理。

14、若總?cè)毕莸燃?jí)，調(diào)用移動(dòng)模塊對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)焊。

15、若總?cè)毕莸燃?jí)，對(duì)焊接模塊進(jìn)行停機(jī)處理，并檢查系統(tǒng)視覺(jué)模塊調(diào)節(jié)初始值。

16、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述機(jī)械臂的基坐標(biāo)系為o，焊接模塊的坐標(biāo)系為e，所述機(jī)械臂的三個(gè)關(guān)節(jié)角度分別為θ1,θ2,θ3，所述焊接模塊中焊槍的位置p設(shè)為p=[xi,yi,zi]，d1,d2,d3為機(jī)械臂各個(gè)連桿的長(zhǎng)度，xi,yi,zi為焊槍在三維空間中的坐標(biāo)。

17、

18、

19、

20、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述位置p的計(jì)算關(guān)節(jié)角度θ1,θ2,θ3，三自由度機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)角度為：

21、。

22、，。

23、。

24、根據(jù)本發(fā)明所述的一種焊接修正系統(tǒng)，所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型用齊次變換矩陣表示，每個(gè)關(guān)節(jié)的變換可以表示為，其中是旋轉(zhuǎn)矩陣，每個(gè)變化向量為。

25、本發(fā)明提供了一種焊接修正系統(tǒng)，其有益效果為：

26、通過(guò)外部輸入規(guī)劃出焊接路線，通過(guò)集成的運(yùn)動(dòng)學(xué)算法和關(guān)節(jié)空間插值技術(shù)，系統(tǒng)能夠精確計(jì)算并規(guī)劃?rùn)C(jī)械臂達(dá)到每個(gè)焊點(diǎn)的路徑，提高了焊接精度；

27、系統(tǒng)上設(shè)置的視覺(jué)模塊在單位時(shí)間內(nèi)拍攝已焊接圖像，并將焊接后的圖像繼續(xù)進(jìn)行識(shí)別并監(jiān)測(cè)焊接狀態(tài)，確保焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和質(zhì)量控制；

28、中控模塊對(duì)視覺(jué)模塊監(jiān)測(cè)到的焊接偏差進(jìn)行分析，并調(diào)整焊接參數(shù)和機(jī)械臂路徑，實(shí)現(xiàn)智能誤差修正，減少了人工干預(yù)和生產(chǎn)中的停機(jī)時(shí)間。

技術(shù)特征：

1.一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接修正系統(tǒng)使用步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述視覺(jué)模塊對(duì)待焊接區(qū)域和焊接區(qū)域進(jìn)行拍攝，所述中控模塊獲取待焊接區(qū)域g1和焊接區(qū)域g2的圖像img_1，img_2。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像img_2進(jìn)行預(yù)處理得到焊接通過(guò)區(qū)域g20和焊接缺陷區(qū)域g21寬度wi、面積si和形狀ki對(duì)焊接缺陷區(qū)域劃分等級(jí)，設(shè)置初始值為w0，s0，k0，對(duì)識(shí)別到的焊接缺陷區(qū)域進(jìn)行等級(jí)判斷，設(shè)缺陷等級(jí)為，對(duì)缺陷等級(jí)進(jìn)行累加得到周期t內(nèi)的焊接區(qū)域的總?cè)毕莸燃?jí)，；

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂的基坐標(biāo)系為o，焊接模塊的坐標(biāo)系為e，所述機(jī)械臂的三個(gè)關(guān)節(jié)角度分別為θ1,θ2,θ3，所述焊接模塊中焊槍的位置p設(shè)為p=[xi,yi,zi]，d1,d2,d3為機(jī)械臂各個(gè)連桿的長(zhǎng)度；

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述位置p的計(jì)算關(guān)節(jié)角度θ1,θ2,θ3，三自由度機(jī)械臂的旋轉(zhuǎn)角度為，

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種焊接修正系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型用齊次變換矩陣表示，每個(gè)關(guān)節(jié)的變換可以表示為，其中是旋轉(zhuǎn)矩陣，每個(gè)變化向量為。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于焊接技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種焊接修正系統(tǒng)，包括集成視覺(jué)模塊、中控模塊、焊接模塊和移動(dòng)模塊，實(shí)現(xiàn)高精度焊，視覺(jué)模塊識(shí)別焊接區(qū)域，中控模塊處理數(shù)據(jù)并指導(dǎo)焊接模塊進(jìn)行焊接，移動(dòng)模塊提供三維位移，系統(tǒng)通過(guò)采集圖像、特征識(shí)別、判定焊接質(zhì)量并進(jìn)行修正，利用逆運(yùn)動(dòng)學(xué)算法精確規(guī)劃?rùn)C(jī)械臂路徑，借此，本發(fā)明能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控焊接狀態(tài)，智能修正誤差，減少人工干預(yù)和停機(jī)時(shí)間，從而提高焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率，適用范圍廣，焊接效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：李秀華,馮來(lái)健,王聞瓏,王海亮,劉玉彬,李忠德
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東思科力健身器材股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19