焊枪头定位模块的制作方法

本实用新型涉及焊接设备，尤其是一种应用在焊接机上的焊枪头定位模块。

背景技术：

换热器焊接大多是人工焊接，传统焊接产生的辐射和烟雾对工人身体伤害较大。已有的换热器焊接机采用接触式焊接，即穿好管后，需要在每个管上人工焊接一下，然后用带锥度的定位柱插进管中，做好定位，画圆焊接，其中，立焊采用的大多是氩弧焊，平焊大多是二保焊。这种焊接方式自动化程度低，需要人工定位，省不了人工，也降低不了对人体的危害。

换热器自动焊接最大的难点在于定位，由于前段工序的人工划线、台钻钻孔，不可避免的产生误差，导致孔与孔之间的左右上下距离不定，这就给自动定位带来了非常大的困难。定位不准确极易造成虚焊、漏焊等，根本达不到生产要求。

申请号为201110037257.0的中国发明专利公开了一种用于管板自动焊接的图像找中定位方法，该专利虽然实现了对工件的自动定位，但这种视觉定位方式，需要先将相机移动至待焊工件的正前方，相机的成像中心轴需要与被焊管口的圆心在同一直线上，由于缺少参照物，对相机与待焊工件的距离有严格的限制，才能保证测量的准确性，使用过程较为繁琐麻烦，且定位精度较低。

鉴于此提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构简单，定位准确和使用方便的焊枪头定位模块。

为了实现该目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种焊枪头定位模块，包括，焊枪头，与焊枪头连接的视觉定位模块，所述视觉定位模块包括，与焊枪头固定连接的安装座，固定设置在安装座上的相机和照明模块，以及可沿着相机对焦面平行移动的定位板，所述定位板上设有一定位圆孔，所述定位圆孔的中心轴线与相机对焦面垂直，且定位圆孔的圆心距焊枪头的距离为确定值。

进一步，所述视觉定位模块还包括，可活动地设置在相机前侧的挡光板，所述挡光板通过第一推杆电机与安装座连接，与定位板连接的第二推杆电机，第二推杆电机与安装座连接，并配置为驱动定位板沿着相机对焦面平行移动，且移动距离为确定值。

进一步，所述第一推杆电机配置为驱动挡光板上下移动，并挡光板具有位于相机正前侧的第一位置和位于相机成像区域之外的第二位置。

进一步，所述定位板为一折板，定位板的一端与第二推杆电机连接，另一端向下弯曲，并形成与相机对焦面平行的平面，所述定位圆孔设置在该平面上，在相机拍照时，所述第二推杆电机驱动定位板移动到一固定位置，使定位圆孔位于相机的取景范围内。

进一步，所述照明模块为LED照明灯，并设置在相机的两侧，LED照明灯的照明范围至少覆盖相机的取景范围。

采用本实用新型所述的技术方案后，带来以下有益效果：

本实用新型结构简单，在拍照时，能够以定位圆孔为参照，并根据定位圆孔的坐标准确计算出待焊圆管的坐标值，进而得到待焊圆管与焊枪头的距离，提高了定位的精确度，并且照明模块可以提供补光效果，使拍摄的照片曝光充足，清晰度高，有利于图像的识别，采用本实用新型的结构可以提高焊接机的工作质量和效率，有利于提高企业的经济效益。

附图说明

图1：焊接机的整体结构图；

图2：焊接机的主视图；

图3：本实用新型的挡光板与第一推杆电机分离后的结构图；

图4：本实用新型去掉挡光板和定位板后的结构图；

图5：本实用新型确定待测圆圆心坐标的示意图；

其中：1、底座2、焊枪头3、视觉定位模块4、第一运动机构5、第二运动机构6、第三运动机构7、控制装置8、伺服电机9、丝杠10、滑块31、相机32、照明模块33、定位板34、第一推杆电机35、第二推杆电机36、安装座37、挡光板33a、定位圆孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1和图2所示，一种焊接机，包括，底座1、运动机构、焊枪头定位模块和图像处理装置。所述底座1用于支撑其他部件，运动机构安装在底座1上，并与焊枪头定位模块连接，用于带动焊枪头定位模块在前后、左右和上下方向上移动。

结合图3和图4所示，本实用新型具体涉及焊枪头定位模块，并包括，焊枪头2，与焊枪头2连接的视觉定位模块3，所述视觉定位模块3包括，与焊枪头2固定连接的安装座36，固定设置在安装座36上的相机31和照明模块32，以及可沿着相机31对焦面平行移动的定位板33，所述定位板33上设有一定位圆孔33a，所述定位圆孔33a的中心轴线与相机31对焦面垂直，且定位圆孔33a的圆心距焊枪头2的距离为确定值。

所述相机31用于获取待焊工件的图像信息，所述照明模块32与相机31配合，用于照亮待焊工件，使相机31获得清晰的工件图像；所述图像处理装置与相机31连接，并配置为识别获取图像中的特征图案，并与定位圆孔33a坐标值对比，计算出特征图案的有效坐标值，并传递至运动机构，根据该特征图案的坐标值可以对工件进行准确定位，以便于运动机构带动焊枪头2进行焊接作业。

具体地，所述特征图案为圆形图案，所述有效坐标值包括圆形图案的圆心坐标值和圆形轮廓上某一点的坐标值，根据圆心坐标值和圆上某一点坐标值，可以确定圆形图案的位置和半径，并生成焊接轨迹。

所述视觉定位模块3还包括，可活动地设置在相机31前侧的挡光板37，所述挡光板37通过第一推杆电机34与安装座36连接，与定位板33连接的第二推杆电机35，第二推杆电机35与安装座36连接，并配置为驱动定位板33沿着相机31对焦面平行移动，且移动距离为确定值。在相机31拍照时，所述第一推杆电机34驱动挡光板37向远离相机31方向移动，挡光板37可以起到保护相机31的作用。

优选地，所述第一推杆电机34配置为驱动挡光板37上下移动，所述挡光板37具有位于相机31正前侧的第一位置和位于相机31成像区域之外的第二位置。

优选地，所述定位板33为一折板，定位板33的一端与第二推杆电机35连接，另一端向下弯曲，并形成与相机31对焦面平行的平面，所述定位圆孔33a设置在该平面上，在相机31拍照时，所述第二推杆电机35驱动定位板33移动到一固定位置，使定位圆孔33a位于相机31的取景范围内，且该位置相对焊枪头2的位置为一固定值。在对焊接工件进行定位时，需保证焊接工件的焊接表面与相机31的取景方向垂直，并与定位圆孔33a相接触或尽量保证与定位圆孔33a在同一平面上，以提高识别的精度。

优选地，所述照明模块32为LED照明灯，并设置在相机31的两侧，LED照明灯的照明范围至少覆盖相机31的取景范围。

为便于理解，以下还对焊接机的其他部件进行介绍：

所述运动机构包括，相对底座1在左右方向上移动的第一运动机构4；与第一运动机构4连接，并相对底座1在前后方向上移动的第二运动机构5；与第二运动机构5连接，并相对底座1在上下方向上移动的第三运动机构6；以及与第一运动机构4、第二运动机构5和第三运动机构6连接的控制装置7。所述第一运动机构4、第二运动机构5和第三运动机构6分别由伺服电机8和丝杠传动机构组成，所述丝杠传动机构包括与伺服电机8连接的丝杠9和安装在丝杠9上的滑块10；所述焊枪头定位模块安装在第三运动机构6的滑块10上。所述图像处理装置与控制装置7通过线缆连接。

具体地，所述控制装置7为PLC系统，所述图像处理装置为具有图像处理软件的计算机。

在计算待测圆形图案的坐标的时，先得到定位圆孔33a的圆心A与待测圆圆心B的相对坐标值，然后计算得到圆心B到圆心A的距离(dx，dy)，由于定位圆孔33a与焊枪头2的距离为确定值，所以就可以得出待测圆圆心B与焊枪头2的距离。

以上所述为本实用新型的实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型原理前提下，还可以做出多种变形和改进，这也应该视为本实用新型的保护范围。