本發(fā)明涉及一種焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理方法，特別是涉及基于雙攝像頭模塊的三維追蹤及應(yīng)力處理方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代焊接工程中，手工處理焊縫是工人通過(guò)眼睛觀察來(lái)了解實(shí)際焊縫位置并適時(shí)調(diào)整焊后處理機(jī)器的位置、姿態(tài)和速度，以此適應(yīng)焊縫軌跡的變化；焊后人工檢測(cè)是利用量規(guī)、量尺、低倍放大鏡等工具，用肉眼對(duì)焊接狀況進(jìn)行檢測(cè)，以此判斷焊縫處理效果。這種方法人力需求高，安全度低，檢測(cè)精度低，耗時(shí)長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果取決于人的主觀判斷,降低了生產(chǎn)效率,增加了不合格產(chǎn)品的數(shù)量。

目前所研制的機(jī)器人在追蹤處理方面，大部分局限于二維平面，使用范圍小，角度窄，靈活性差。例如，現(xiàn)有專利中，其跟蹤處理技術(shù)建立的是平面x-y直角坐標(biāo)系統(tǒng)，無(wú)法對(duì)立體空間的焊縫進(jìn)行處理，此種二維跟蹤處理技術(shù)存在著缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了彌補(bǔ)手工處理焊縫人力需求高、安全度低、檢測(cè)精度低、耗時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低等缺陷，解決現(xiàn)有機(jī)器人在追蹤處理時(shí)運(yùn)動(dòng)范圍小，角度窄，靈活性差等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理方法，建立x-y-z空間直角坐標(biāo)系，實(shí)現(xiàn)三維應(yīng)力消除的功能，并通過(guò)雙攝像頭裝置對(duì)焊后焊縫位置進(jìn)行準(zhǔn)確跟蹤。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理方法，其特征是：采用焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置進(jìn)行處理；所述焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置包括底架，底架的底部裝有伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的前、后輪；十字滑塊通過(guò)縱向絲桿、橫向絲桿分別與驅(qū)動(dòng)十字滑塊縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接，第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、第二步進(jìn)電機(jī)固定在l型支架上，l型支架的底部設(shè)置在底架上；作為旋轉(zhuǎn)裝置的舵機(jī)固定在十字滑塊上，超聲波沖擊槍固定在舵機(jī)的機(jī)座上；

雙攝像采集裝置固定在后輪上方延伸出的不銹鋼板上雙攝像采集裝置包括兩個(gè)攝像頭，兩個(gè)攝像頭與超聲波沖擊槍在同一平面；其中第一攝像頭朝向超聲波沖擊槍方向，與水平面成45度夾角向下；第二攝像頭與超聲波沖擊槍反向，且與水平面重合；

十字滑塊的絲桿通過(guò)聯(lián)軸器與第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接，通過(guò)上述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)十字滑塊的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行焊后焊縫的精密定位；通過(guò)伺服直流電機(jī)控制處理裝置本體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行粗定位；

通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍在z軸精確移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的應(yīng)力消除。

兩個(gè)攝像頭均有fifo存儲(chǔ)器來(lái)緩沖數(shù)據(jù)，通過(guò)第一個(gè)攝像頭檢測(cè)焊縫和超聲波沖擊槍的相對(duì)位置，并將信息反饋給處理器以作出判斷；通過(guò)第二個(gè)攝像頭拍攝超聲波沖擊槍處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，并發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征，判斷處理效果是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如符合標(biāo)準(zhǔn)則完成工作，如不符合則重新處理。

底架上設(shè)有光控?zé)艏肮庹諒?qiáng)度傳感器。

所述不銹鋼板在后輪上方延伸出20cm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置采用雙攝像頭系統(tǒng)對(duì)焊縫和超聲波沖擊槍的位置及焊后效果進(jìn)行檢測(cè)，固定在不銹鋼板上的一個(gè)攝像頭檢測(cè)焊縫和超聲波沖擊槍的相對(duì)位置，并將信息反饋給處理器以作出判斷；另一個(gè)攝像頭用于拍攝超聲波沖擊槍處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，將信息發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征，判斷處理效果是否符合標(biāo)準(zhǔn)，有效地消除了傳統(tǒng)焊接中人力需求高、安全度低、檢測(cè)精度低、耗時(shí)長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低等缺點(diǎn)，由此可以使焊接質(zhì)量得到了保證。本焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置還采用十字滑塊、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)器人驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)焊后焊縫進(jìn)行一種全自動(dòng)多方位焊后焊縫追蹤及應(yīng)力處理，通過(guò)多模塊的協(xié)調(diào)運(yùn)作，可方便地根據(jù)實(shí)際焊縫的形狀、位置選取處理的方式，尤其是能夠?qū)⒏哂谄矫鎯?nèi)的焊縫進(jìn)行精確的追蹤與合適的處理，有效的解決了平面焊縫追蹤機(jī)器人無(wú)法解決多方位焊縫的缺陷，使焊后焊縫的質(zhì)量得到保證。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明裝置的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2為本發(fā)明裝置的側(cè)視圖；

圖3位本發(fā)明裝置的雙攝像頭部分的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

一種焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理方法，采用焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置進(jìn)行處理；所述焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理裝置包括底架，底架的底部裝有伺服電機(jī)8驅(qū)動(dòng)的前、后輪；十字滑塊3通過(guò)縱向絲桿、橫向絲桿分別與驅(qū)動(dòng)十字滑塊縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)的第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2-1、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2-2連接，第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、第二步進(jìn)電機(jī)固定在l型支架10上，l型支架的底部設(shè)置在底架上；作為旋轉(zhuǎn)裝置的舵機(jī)4固定在十字滑塊上，超聲波沖擊槍1固定在舵機(jī)的機(jī)座上；

十字滑塊3的絲桿13通過(guò)聯(lián)軸器14與第一步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2-1、第二步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置2-2連接，通過(guò)上述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)十字滑塊3的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行焊后焊縫的精密定位；通過(guò)伺服直流電機(jī)8控制處理裝置本體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行粗定位；

通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍1在z軸精確移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的應(yīng)力消除；

雙攝像采集裝置固定在后輪上方延伸出的20cm不銹鋼板11上，兩個(gè)攝像頭5-1、5-2均有fifo存儲(chǔ)器6來(lái)緩沖數(shù)據(jù)，與超聲波沖擊槍1在同一平面，第一個(gè)攝像頭5-1朝向超聲波沖擊槍1方向，與水平面成45度夾角向下，檢測(cè)焊縫和超聲波沖擊槍的相對(duì)位置，并將信息反饋給處理器6以作出判斷；第二個(gè)攝像頭5-2與超聲波沖擊槍1反向，且與水平面重合，用于拍攝超聲波沖擊槍1處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，并發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征，判斷處理效果是否符合標(biāo)準(zhǔn)，如符合標(biāo)準(zhǔn)則完成工作，如不符合則重新處理。

底架上還可以設(shè)有光控?zé)?-1及光照強(qiáng)度傳感器7-2。圖中還有穩(wěn)壓電源9、12。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種焊后焊縫三維追蹤及應(yīng)力處理方法，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)十字滑塊的縱向運(yùn)動(dòng)、橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行焊后焊縫的精密定位；通過(guò)伺服直流電機(jī)控制處理裝置本體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行粗定位；通過(guò)旋轉(zhuǎn)裝置控制超聲波沖擊槍在Z軸精確移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)三維空間的應(yīng)力消除；通過(guò)第一個(gè)攝像頭檢測(cè)焊縫和超聲波沖擊槍的相對(duì)位置，并將信息反饋給處理器以作出判斷；通過(guò)第二個(gè)攝像頭拍攝超聲波沖擊槍處理過(guò)的焊縫，采集圖像信息，并發(fā)送至上位機(jī)分析其圖像特征。本發(fā)明有效地解決傳統(tǒng)焊后處理中精度低、效率低及無(wú)法多方位處理焊縫的問(wèn)題，提高了焊后焊縫的質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：華亮;羅來(lái)武;田肖杰;任曉琳;張旭;趙輝;黃書(shū)嫻;王嘉怡;吳岳;繆海鵬
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.03.24
技術(shù)公布日：2017.08.15