基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置的制造方法

文档序号:8836021阅读:473来源:国知局
基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于计算机视觉车身焊接机器人路径校正装置,更具体地说,本实用新型涉及一种应用于汽车车身外覆盖件焊接路径校正装置。
【背景技术】
[0002]电阻点焊由于在生产过程中能量高度集中、板材变形小、生产效率较高,因此点焊特别适合于薄壁零件的焊接,在车身焊接中得到广泛应用。车身点焊机器人在焊接过程中,其焊接路径是控制程序中设定好的,在控制程序没有变化情况下是固定不变的。当焊接零部件的卡具由于长时间的应力作用而发生形变,或者焊接零部件在运动过程中发生位移变化时,焊接机器人仍按照原路径焊接,导致实际焊点位置与理论焊点位置不相符,从而使焊点产生如焊点变形、未焊透、烧穿等缺陷,使焊点强度无法达到理论要求,进而影响整车的焊接质量。车身实际焊点位置的准确程度,不仅直接决定了焊接装配过程中的制造偏差,同时也决定了汽车最终使用的安全性和可靠性。
[0003]传统常用的焊点质量检测方法有破坏性检测和非破坏性检测。破坏性检测是对抽样的车身进行焊点撕裂,能直观、全面反映白车身焊点质量,但是效率低,成本高;非破坏性检测的方法有凿检和目视法,能相对及时的反馈焊接质量,以供现场工程师分析判断问题、调整优化焊接工艺和控制生产流程,具有高效经济的优点,但是结果受检测者的主观性和经验能力影响较大,不能给出一个客观的标准。现在超声波无损检测仪用于焊点的检测,工作效率高,检测结果直观易分析。但是以上的检测方法均是在焊点焊接完成之后实施的检测,即使检测出焊点质量问题,也无法对焊点进行修改,并且以上方法效率较低、成本高,无法实现在线监测,因此目前白车身点焊工艺迫切需要一种在焊接前能够进行检测并进行自动路径修正的智能化焊接机器人,降低最终焊点的焊接缺陷。

【发明内容】

[0004]本实用新型提供一种基于计算机视觉车身焊接机器人路径校正装置,能够在焊接前能够进行检测并进行自动路径修正,降低最终焊点的焊接缺陷。
[0005]本实用新型采用以下技术方案:
[0006]一种基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置,包括校正装置支架、十字导轨总成、摄像机、控制器、激光发射器总成;所述校正装置支架包括水平设置的矩形框架以及分别垂直固定在矩形框架顶端两侧的左侧门字形框架和右侧门字形框架,所述激光发射器总成和控制器均固定在校正装置支架中右侧门字形框架的横杆上,所述十字导轨总成固定于校正装置支架中右侧门字形框架的横杆下方,摄像机安装在十字导轨总成的竖杆上。
[0007]所述的一种基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置,其中,十字导轨总成由一号导轨、一号步进电机、一号滑块、一号丝杠、二号步进电机、二号滑块、二号丝杠、二号导轨组成,一号步进电机固定在一号导轨一端,一号丝杠与一号步进电机转轴相连,一号导轨与一号丝杠平行设置,一号丝杠穿过一号滑块并通过螺纹啮合,一号滑块与一号导轨滑动连接,二号导轨固定在一号滑块的底部且与一号导轨相垂直,二号丝杠与二号导轨平行设置,二号丝杠穿过二号滑块并通过螺纹啮合,二号滑块与二号导轨滑动连接,二号步进电机固定在二号导轨下端,所述摄像机固定在二号滑块上。
[0008]所述的一种基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置,其中,激光发射器总成包括激光发射器基座、激光发射器、一号轴球连杆、二号轴球连杆、夹合片;激光发射器基座将激光发射器总成固定在定位装置支架上,一号轴球连杆、夹合片与二号轴球连杆构成万向转动固定装置,万向转动固定装置两端分别与激光发射器基座和激光发射器固定连接。
[0009]所述的一种基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置,其中,万向转动固定装置的具体结构为:一号轴球连杆的圆球体端放置于夹合片一端的圆孔处,二号轴球连杆的圆球体端放置于夹合片另一端的圆孔处,夹合片将一号轴球连杆和二号轴球连杆夹合后通过螺栓固定。
[0010]与现有技术相比本实用新型的有益效果是:
[0011]1.传统常用的焊点质量检测方法有破坏性检测和非破坏性检测。破坏性检测是对抽样的车身进行焊点撕裂,能直观、全面反映白车身焊点质量,但是效率低,成本高;非破坏性检测的方法有凿检和目视法,能相对及时的反馈焊接质量,以供现场工程师分析判断问题、调整优化焊接工艺和控制生产流程,具有高效经济的优点,但是结果受检测者的主观性和经验能力影响较大,不能给出一个客观的标准。现在超声波无损检测仪用于焊点的检测,工作效率高,检测结果直观易分析。以上的检测方法均是在焊点焊接完成之后实施的检测,即使检测出焊点质量问题,也无法对焊点进行修改,并且以上方法效率较低、成本高,无法实现在线监测,因此目前白车身点焊工艺迫切需要一种在焊接前能够进行检测并进行自动路径修正的智能化焊接机器人,降低最终焊点的焊接缺陷。本实用新型所要解决的技术问题是在焊接前能够进行检测并进行自动路径修正的智能化焊接机器人,降低最终焊点的焊接缺陷,提供一种基于计算机视觉车身焊接机器人路径校正装置。
[0012]2.本发明所述的基于计算机视觉车身焊接机器人路径校正装置的尺寸可以据汽车车身不同覆盖件的焊接要求进行调整,视觉检测摄像机的角度可以实时调整,同时步进电机的运动可以实现变成控制,具有一定的通用性。
[0013]3.本发明所述的基于计算机视觉车身焊接机器人路径校正装置中模拟焊接机器人的十字线性导轨采用的是铝合金,质量轻刚度强度高,减轻了自身的重量,特别适合点焊的高频打点需要。而本装置所采用的零部件通用性好,便于维修和更换,本焊接机器人路径校正装置造价较低,易于加工制造,具有工艺性好,成本低廉,操作简单的特点。
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本实用新型作进一步的说明:
[0015]图1是本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置所要检测的车门轴测投影视图;
[0016]图2是本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置结构组成的轴测投影视图;
[0017]图3是本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置结构组成的俯视图;
[0018]图4是本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置中所采用的十字导轨总成的正视图和侧视图;
[0019]图5是本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置所采用的激光发射器总成结构组成的轴测投影视图;
[0020]图6是图2中A处的4:1局部放大图;
[0021]图7是图2中B处的4:1局部放大图。
[0022]图中:1.校正装置支架,I1.十字导轨总成,II1.摄像装置,IV.控制器,V.激光发射器总成,1.一号型材杆件、2.二号型材杆件、3.三号型材杆件、4.四号型材杆件、5.五号型材杆件、6.六号型材杆件、7.七号型材杆件、8.八号型材杆件、9.九号型材杆件、10.十号型材杆件、11.激光发射器基座、12.—号轴球连杆、13.二号轴球连杆、14.夹合片、15.激光发射器套、16.激光发射器、17.—号导轨、18.—号步进电机、19.一号滑块、20.—号丝杠、21.二号步进电机、22.二号滑块、23.二号丝杠、24.二号导轨。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图对本实用新型作详细的描述:
[0024]参阅图2和图3,本实用新型所述的车身焊接机器人路径校正装置主要由校正装置支架1、十字导轨总成I1、摄像装置II1、控制器IV、激光发射器总成V组成。
[0025]激光发射器总成V和控制器IV均安装在校正装置支架I中九号型材杆件9的上端,十字导轨总成II固定于校正装置支架I中九号型材杆件9下方,摄像装置III的两个摄像机固定在十字导轨总成II的二号滑块22两端,摄像机与二号滑块22之间是齿啮合,可以转动摄像机并将其定位在某个角度上。
[0026]参阅图3,所述的校正装置支架I包括一号型材杆件1、二号型材杆件2、三号型材杆件3、四号型材杆件4、五号型材杆件5、六号型材杆件6、七号型材杆件7、八号型材杆件8、九号型材杆件9、十号型材杆件10和16个结构相同的角铁件。
[0027]本实用新型中的一号型材杆件1、二号型材杆件2、三号型材杆件3、四号型材杆件4、五号型材杆件5、六号型材杆件6、七号型材杆件7、八号型材杆件8、九号型材杆件9、十号型材杆件10均采用横截面为30X30的铝合金型材制成,横截面为30X30的铝合金型材四周侧面的中间处沿纵向均设置有贯通的T形凹槽,用于相关型材杆件之间的连接。型材杆件之间的连接采用标准件即均采用型号为BET-SB3030-8的角铁件与标准件螺栓连接,即角铁件为直角形状的对称结构件。实施例中各型材杆件均采用GB\T6892-2006,型号为
001.08.3030 的型材。
[0028]参阅图3,一号型材杆件I 一端与三号型材杆件3的一端通过第一个角铁件垂直连接成L形连接件,二号型材杆件2的一端与四号型材杆件4的一端通过第二个角铁件垂直连接成L形连接件,一号型材杆件I的另一端与四号型材杆件4的另一端通过第三个角铁件垂直螺栓连接,二号型材杆件2的另一端与三号型材杆件3的另一端通过第四个角铁件垂直螺栓连接,即I型材杆件1、三号型材杆件3、二号型材杆件2、四号型材杆件4首尾依次连接成四个杆件在同一个水平面内的矩形框架;五号型材杆件5与六号型材杆件6的下端采用第5个到第8个角铁件分别和二号型材杆件2与一号型材杆件I左端的外侧螺栓连接,七号型材杆件7与八号型材杆件8的下端采用第9个到第12个角铁件分别和二号型材杆件2与一号型材杆件I右端的外侧螺栓连接,七号型材杆件7上端的内侧与九号型材杆件9的一端采用第13个角铁件垂直螺栓连接,九号型材杆件9的另一端采用第14个角铁件与八号型材杆件8上端的内侧垂直螺栓连接,组成右侧“门”字形框架,十号型材杆件10的顶端米用第15个和第16个角铁件分别与五号型材杆件5和六号型材杆件6垂直螺栓连接,组成左侧“门”字形框架。
[0029]参阅图5,所述的激光发射器总成V包括激光发射器基座11、激光发射器16、一号轴球连杆12、二号轴球连杆13、夹合片14和激光发射器套15。
[0030]激光发射器16采用型号
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