为LD-G650A13，发射光线为红色直线，使用时需要的电压也较低(3-5v)，而且易于更换。夹合片14上部的激光发射器套15为塑料成型件，可防止对激光发射器16的损伤，而夹合片14、一号轴球连杆12、二号轴球连杆13及激光发射器基座11材料采用45#钢，制作经济方便；一号轴球连杆12与二号轴球连杆13的结构相同，一号轴球连杆12与二号轴球连杆13的一端设置有圆球体，而另一端则设置有用于连接的外螺纹；两个夹合片14左右两端各有一个圆孔，圆孔半径小于一号轴球连杆12和二号轴球连杆13所带有的圆球体最大半径，两个夹合片14在靠近两圆孔的内侧设置两个螺纹通孔用来固定两个夹合片的相对位置。
[0031]激光发射器基座11主要作用是将激光发射器总成V固定在定位装置支架I中的九号型材杆件(横杆)9上，激光发射器总成V具有横向和纵向调整功能。激光发射器基座11与一号轴球连杆12的螺纹端垂直连接，一号轴球连杆12的另一端即圆球体端放置于夹合片14的右端圆孔处，而二号轴球连杆13的圆球体端放置于夹合片14的左端圆孔处，夹合片14将一号轴球连杆12和二号轴球连杆13夹合后通过螺栓固定，二号轴球连杆13的螺纹端与激光发射器套15底端螺纹连接，激光发射器16安装在激光发射器套15里紧固。一号轴球连杆12、二号轴球连杆13和夹合片14的连接构成一个万向转动固定装置，可以进行线结构光投射方向的调整。
[0032]参阅图4，所述的十字导轨总成II由一号导轨17、一号步进电机18、一号滑块19、一号丝杠20、二号步进电机21、二号滑块22、二号丝杠23、二号导轨24组成。一号步进电机18通过螺钉固定在一号导轨17左端，一号丝杠20与步进电机转轴相连，一号导轨17与一号丝杠20平行设置，一号丝杠20穿过一号滑块19并通过螺纹啮合，一号滑块19上部自带四个滑轮，左侧两个滑轮位于一号导轨17左侧的凹槽中，右侧两个滑轮位于一号导轨17右侧的凹槽中，二号导轨24固定在一号滑块19的底部且与一号导轨17相垂直，二号丝杠23与二号导轨24平行设置，二号丝杠23穿过二号滑块22并通过螺纹啮合，二号步进电机21通过螺钉固定在二号导轨24下端，二号滑块22的四个滑轮位于二号导轨24的凹槽中，由于一号步进电机18转动可以带动丝杠20转动，丝杠20与一号滑块19通过螺纹啮合，从而一号滑块19可以在X轴方向运动，同理，滑块22可以在y轴方向运动，这样就可以实现2号滑块22在x-y平面内任意运动。一号导轨17的长度为1000mm，宽度为60mm，高度为30mm ;二号导轨24的长度为850mm，宽度为60mm，高度为30mm ;—号步进电机18和二号步进电机21均为42HD2401-24B步进电机，在步进电机的控制下，焊枪可在χ-y平面内的任意位置进行焊接。
[0033]所述的摄像机是DH-HV1302UM-T型摄像机，具有如下特点:
[0034](I)黑白面阵CMOS图像传感器，分辨率为130万像素。
[0035](2)逐行曝光(Rolling Shutter)，曝光时间可编程设置。
[0036](3)USB 2.0接口，支持热插拔。
[0037](4)支持连续采集和外触发及软触发采集的工作方式。
[0038](5)支持任意AOI设置，图像采集时图像的宽高可由用户设置。
[0039](6)可输出闪光灯控制信号实现摄像机曝光与闪光灯补光的精确同步。
[0040](7)图像亮度及增益可编程设置。
[0041](8)紧凑坚固的全金属外壳提供更好的环境适应性。
[0042](9)独立设计的线缆锁紧装置，用户可根据需要选订。
[0043](10)支持硬件加密功能。
[0044](11)支持32bit/64bit Windows/Linux系统，已优化的驱动软件包可降低对主机资源的占用。
[0045](12)提供兼容DirectX的设备驱动，支持HALCON、LabView等第三方软件。
[0046](13)支持多种开发工具，提供免费的SDK和丰富的二次开发实例。
[0047]基于以上参数和特点使得该摄像机具有良好的使用性能，在拍摄过程中抗干扰强，图像拍摄质量好。
[0048]所述的控制器IV采用的是XC602型可编程步进电机控制器，可以将电信号转化成步进电机所需要的强电流信号，进而控制步进电机运动。控制器具有以下特点:
[0049](I)控制轴数:单轴；
[0050](2)指令特点:任何可编程(可实现各种复杂运行:定位控制和非定位控制)；
[0051](3)最高输出频率:40KHz (特别适合控制细分驱动器)；
[0052](4)输出频率分辨率:1Hz ；
[0053](5)编程条数:最大99条；
[0054](6)输入点:6个(光电隔离);
[0055](7)输出点:3个(光电隔离);
[0056](8) 一次连续位移范围:-7999999 ?+7999999 ；
[0057](9)工作状态:自动运行状态、手动运行状态、程序编辑状态、参数设定状态；
[0058](10)升降速曲线'2条(最优化);
[0059](11)显示功能位数:8位数码管显示，手动/自动状态显示、运行/停止状态显示、步数/计数值/程序显示、编辑程序，参数显示、输入/输出状态显示、CP脉冲和方向显示；
[0060](12)自动运行功能:可编辑，通过面板按键和加在端子的电平可控制自动运行的启动和停止等操作；
[0061](13)手动运行功能:可调整位置(手动的点动速度和点动步数可设定)；
[0062](14)参数设定功能:可设定起跳频率、升降速曲线、反向间隙、手动长度、手动速度、中断跳转行号和回零速度；
[0063](15)程序编辑功能:可任意插入、删除可修改程序。具有跳转行号、数据判零、语句条数超长和超短的判错功能；
[0064](16)回零点功能:可双向自动回到零点；
[0065](17)编程指令:共14条指令；
[0066]外操作功能:通过参数设定和在A操作和B操作端子上加开关可执行外部中断操作；
[0067](18)工作电压:AC90 ?260V
[0068]参阅图2和图3，基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置的工作过程:
[0069]1.安装待测的某轿车的车门:
[0070]将待测的某轿车的车门安装在车身焊接机器人路径校正装置的支架I上；
[0071]2.车门焊接路径校正工作:
[0072]激光发射器总成V发射激光光线对车门外板进行扫描，通过摄像机III采集光线，对采集信息进行处理，得到焊接补偿量，这样就实现了焊接路径校正工作，
[0073]3.完成焊接:
[0074]焊接路径校正工作完成以后，由控制器IV控制步进电机，实现焊枪在平面内的移动并根据校正完成后焊接路径进行焊接，完成焊接工作。
[0075]4.卸下车门:
[0076]车身焊接机器人焊接完成以后，将车门从车身焊接机器人路径校正装置的支架I上卸下，车身焊接机器人路径校正工作完成。
【主权项】
1.一种基于计算机视觉的车身焊接机器人路径校正装置，其特征在于，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。
2.按照权利要求1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，其特征在于，所述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。
3.按照权利要求1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，其特征在于，所述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。
4.按照权利要求3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，其特征在于，所述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。
【专利摘要】本实用新型公开了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。本实用新型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。
【IPC分类】B23K11-36
【公开号】CN204545692
【申请号】CN201520264832
【发明人】崔岸, 张士展, 徐文强, 骆亚微
【申请人】吉林大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月28日