弧焊机器人智能耦合系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种自动弧焊辅助设备，特别是一种弧焊机器人智能耦合系统。
【背景技术】
[0002]焊接制造技术广泛应用于汽车制造、航天工程等领域，焊接成型已经成为先进制造领域中极为重要的技术，焊枪与焊缝之间的相对位置，对保证焊接质量起着至关重要的作用。目前弧焊机器人作业过程中，往往采用示教的方法对待焊缝进行追踪，通过记录示教点，焊接机器人再逐点重复示教的动作，进行追踪焊缝；但是由于待焊工件的定位偏差以及焊机的震动，常常导致焊枪与焊缝产生偏差，影响焊接质量。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种弧焊机器人智能耦合系统，使其在焊接过程中能够实时捕捉即调整焊枪及焊缝的位置，以克服已有技术所存在的上述不足。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种弧焊机器人智能耦合系统，包括焊接设备系统和追踪系统；
[0005]所述焊接设备系统包括焊枪、用于控制焊枪姿态及其与焊缝的相对位置的执行机构和用于接收图像处理器的信息数据、向执行机构发出控制焊枪姿态及其与焊缝相对位置的指令的控制模块；
[0006]所述控制模块通过系统总线的伺服驱动控制接口与执行机构电路连接；所述执行机构与焊枪之间采用谐波传动；
[0007]所述追踪系统包括用于采集焊枪姿态及其与焊缝相对位置的光源信号的高清摄像头和用于处理高清摄像头传输来的图像数据信号的图像处理器，所述高清摄像头与图像处理器连接，图像处理器通过系统总线的输入输出接口与控制模块连接。
[0008]其进一步的技术方案是:所述高清摄像头前端通过传动装置连接滤光模块，所述滤光模块包括用于过滤焊接时产生的烟尘的隔热玻璃片和用于接收并过滤焊接时产生的弧光的滤光片。
[0009]更进一步的技术方案是:所述控制模块包括:用于输入焊接电压、电流参数的操作键盘、用于对焊枪进行初步校准的校准盒、用于实时显示焊接状态的显示器、用于数据处理的CPU控制中心以及与其电路连接的用于存放待处理图像数据的存储器。
[0010]所述图像处理器采用佳能DIGIC II,DIGIC III,DIGIC 4数码图像处理器，或索尼B1nz真实图像处理器。
[0011]由于采取上述技术方案，本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统具有如下有益效果:
[0012]1.本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统可以在焊接过程中实时监控待焊焊缝，获取焊缝实际位置，依据该信息来判断焊枪下一步的运行轨迹，运用图像技术对待焊焊缝按一定距离进行反复线性扫描，从而获取图像，依据同一图像模糊和清晰的灰度变化差异，确定当前图像是否清晰，进而根据光学原理和优化算法调整弧焊机器人智能耦合系统中高清摄像头相对焊枪的距离，获得的实时焊缝轨迹，然后把图像信息传送到控制模块，再由焊接设备的执行机构实时调整焊枪的运动，从而保证焊接质量；
[0013]2.对焦速度快，图像判断准确:
[0014]本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统中的追踪系统包括高清摄像头，隔热玻璃片，滤光片，图像处理器，高清摄像头采集到经过滤光的图像信号后，把图像信号通过数据转换发送到图像处理器，图像处理器提取原始图像的边缘特征，然后根据图像边缘特征计算出边缘点到焊枪中心点的位置，同时也分析出焊缝中心的位置，最后把数据信息输出到焊接设备的控制系统，来调节焊枪的相对位置及姿态，因而具有对焦速度快，图像判断准确的优点；
[0015]3.性能可靠:
[0016]本实用新型中采用高清摄像头作为视觉传感器，进行实时拍照获取信息采用高速系统处理器技术，能快速完成图像采集，滤波、灰度分割等处理、完成实时调焦任务，隔热玻璃片可过滤焊接产生的烟尘，滤光片可，过滤掉焊接时产生的弧光部分光线，仅让弧光波长与滤光片峰值波长相同的光进入高清摄像头，因而获得的图像清晰度高，性能可靠；
[0017]4.焊枪与待焊工件之间产生弧光，所以高清摄像头拍摄原始图像信息不需要借助外部光源；
[0018]5.由于本实用新型焊接设备系统与追踪系统相对独立，互换性好，在各类弧焊机器人的焊接中都能适应，可以应用于MIG焊、TIG焊等焊接工艺，适用范围较广。
[0019]下面，结合附图和实施例对本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统的技术特征作进一步的说明。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统结构示意图；
[0021]图2为本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统追踪系统原理框图；
[0022]图3为本实用新型之弧焊机器人智能耦合系统结构框图；
[0023]图4为图像数据处理流程图；
[0024]图5为弧焊机器人智能耦合系统工作原理图；
[0025]图中:
[0026]1-焊接工件，2-焊接设备系统，21-焊枪，22-执行机构，23-控制模块，231-操作键盘，232-显示器，233-校准盒，234-存储器，235-CPU控制中心；
[0027]3-追踪系统，31 -滤光模块，311-隔热玻璃片，312-滤光片，32-高清摄像头，33-图像处理器，4-系统总线，41-输入输出接口，42-伺服驱动控制接口。
【具体实施方式】
[0028]一种弧焊机器人智能耦合系统，包括焊接设备系统2和追踪系统3 ;
[0029]所述焊接设备系统2包括焊枪21，执行机构22和控制模块23，所述控制模块23通过系统总线的伺服驱动控制接口 42与执行机构22电路连接；所述执行机构与焊枪之间采用谐波传动；
[0030]所述追踪系统3包括高清摄像头32和与其电路连接的图像处理器33，所述高清摄像头与图像处理器连接，图像处理器通过系统总线的输入输出接口 41与控制模块23连接相互交换数据；
[0031]所述控制模块用于接收图像处理器传送的信息数据，向执行机构发出控制、调整焊枪姿态及其与焊缝相对位置的指令；
[0032]所述执行机构接受控制模块的指令控制、调整焊枪姿态及其与焊缝的相对位置；