一种薄钢板窄焊缝在线视觉检测与控制装置

摘要

本发明公开一种薄钢板窄焊缝在线视觉检测与控制装置，该装置包括：焊缝图像采集模块、图像处理模块、基于视觉反馈信息的控制模块这三大主要模块，其中焊缝图像采集模块通过USB接口线与图像处理模块相连接，而图像处理模块与基于视觉反馈信息的控制模块使用标准工业总线相连接。该装置可以克服现有焊缝跟踪任务形式相对单一的缺陷，可用于生产线上的薄钢板窄焊缝多焊机集中视觉检测与控制，具有结构简单，工作稳定，检测精度高，控制效果好等特点。

主权项

一种薄钢板窄焊缝在线视觉检测与控制装置，其特征在于该装置包括焊缝图像采集模块、图像处理模块和基于视觉反馈信息控制模块；焊缝图像采集模块通过USB接口线与图像处理模块连接，图像处理模块与基于视觉反馈信息控制模块使用标准工业总线相连接；所述焊缝图像采集模块包括多路传感器、焊机、视觉传感器和龙门式机器人横梁；所述焊机包括焊枪、焊枪嘴、连接块和焊枪支架，焊枪嘴通过螺丝拧到焊枪上，焊枪通过连接块与焊枪支架刚性连接；焊机的数量根据需要设计，同时对一个焊件进行焊接工作；所述视觉传感器为焊机数量的两倍，每个焊机配置两个视觉传感器；每个焊机均能独立进行启停控制和进行相关参数设置；所述龙门式机器人横梁，包括纵向行走机构、横向调节机构以及垂直于焊件平面的垂直调节机构；焊枪与视觉传感器位于垂直调节机构下方，视觉传感器与焊枪的相对位置固定，分别垂直于焊件的水平面；视觉传感器固定在焊枪正前方位置；视觉传感器位于焊枪行进方向的正前方，视觉传感器与焊枪刚性连接；所述图像处理模块包括工业计算机、触摸显示屏、视觉图像处理程序和焊缝跟踪监控程序；视觉图像处理程序和焊缝跟踪监控程序位于工业计算机内部，而工业计算机与触摸显示屏使用USB接口连接；工业计算机与视觉传感器通过USB接口相连；所述触摸显示屏在本装置启动后，其界面上有焊缝图像显示区域、焊缝跟踪显示框、焊缝坐标显示框、起始点显示框、焊接速度设置和显示框、起始点校准按钮、起始点确认按钮、设置按钮、退出按钮和视觉传感器选择区域；所述触摸显示屏能够接收来自每个焊机上面的视觉传感器采集的焊缝区域图像；在焊缝图像显示区域可显示视觉传感器选择区域的相机焊缝图像和识别的焊缝图像；所述基于视觉反馈信息的控制模块包括控制按钮、控制器、行走电机驱动、纠偏电机驱动、行走电机、纠偏电机、挡板、气缸、电机支架、手动摇杆、圆形LED光源、光源支架、滑块、滑道、视觉传感支架、激光器支架和激光器；其中，控制器可控制纠偏电机和行走电机，控制器、行走电机驱动、纠偏电机驱动、行走电机及纠偏电机的数量均与视觉传感器数量相同；每个焊机的两个机头方向分别配置一个行走电机和一个纠偏电机；所述行走电机与龙门式机器人横梁上方的齿轮直线导轨通过齿轮相连接，纵向行走机构通过纵向的两个滑动直线导轨侧挂在龙门式机器人横梁上；所述纠偏电机与滚珠丝杠刚性连接，滚珠丝杠与滑块连接；所述滑块与焊枪支架刚性连接；所述挡板安装在焊枪支架下面，焊枪支架通过滑块与滑道和气缸连接；在气缸的带动下，滑块可以带动焊枪支架在垂直方向沿着滑道上下移动，上下移动的极限位置由气缸确定；气缸、行走电机、纠偏电机安装在电机支架上，在行走电机、纠偏电机的轴上分别安装一个手动摇杆；信号线可以把视觉传感器通过镜头采集到的焊缝图像传输给工业计算机，视觉传感器和镜头封装在一个保护外壳内，通过视觉传感连接块与视觉传感支架刚性连接；圆形LED光源通过光源支架连接到视觉传感支架上；激光器与视觉传感器用激光器支架相连，激光器与视觉传感器的相对位置固定，激光器的中心轴与视觉传感器的光轴成35°‑70°角；所述电机支架位于视觉传感支架顶端，视觉传感支架与滑道相连；视觉传感器安装在视觉传感支架上，位于圆形LED光源与电机支架之间；所述视觉传感支架和焊枪支架均与龙门式机器人横梁刚性连接，位于龙门式机器人横梁的垂直调节机构下方；所述龙门式机器人横梁是一个独立机械结构。