一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀包括前端蓋、基座、后端蓋、冷卻進(jìn)氣嘴、除塵進(jìn)氣嘴、前后調(diào)節(jié)鈕、前后調(diào)節(jié)平臺(tái)、左右調(diào)節(jié)鈕、左右調(diào)節(jié)平臺(tái)、連接板、第一成像設(shè)備、除塵進(jìn)氣管、冷卻管、鏡頭、第二成像設(shè)備、激光發(fā)生器、支架、冷卻出氣嘴、除塵出氣孔、支撐板和外殼。本發(fā)明所述的裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、跟蹤精度高、抗干擾能力強(qiáng)、冷卻和除塵效果好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于機(jī)器人或自動(dòng)化焊接設(shè)備等。
【專利說明】
一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于焊接機(jī)器人視覺傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用于焊接機(jī)器人上的焊縫跟蹤掃描儀。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代化的焊接領(lǐng)域中，自動(dòng)化和智能化焊接已經(jīng)成為發(fā)展趨勢(shì)，而基于焊接機(jī)器人的視覺跟蹤裝置已經(jīng)是現(xiàn)代焊接的重要研究方向。應(yīng)用于焊接機(jī)器人上的視覺跟蹤裝置具有提供信息量豐富，靈敏度和測量精度高，抗電磁場干擾能力強(qiáng)，可以遠(yuǎn)離電弧強(qiáng)光、強(qiáng)熱區(qū)，與工件無接觸及檢測區(qū)域大等優(yōu)點(diǎn)。視覺傳感技術(shù)在焊接機(jī)器人領(lǐng)域主要應(yīng)用于進(jìn)行宏觀環(huán)境識(shí)別、初始焊接位置的導(dǎo)引、焊接接頭形式的識(shí)別、焊縫跟蹤及熔透控制等方面。
[0003]此外，焊縫跟蹤裝置用于機(jī)器人進(jìn)行工件焊接過程中，工作現(xiàn)場環(huán)境溫度比較高，同時(shí)帶有粉塵，因此焊縫跟蹤裝置本身需要具備冷卻和除塵結(jié)構(gòu)，對(duì)裝置內(nèi)部的CCD相機(jī)、激光器等元件進(jìn)行降溫，延長元件的使用壽命。目前，焊縫跟蹤裝置所采用的冷卻措施通常是水冷，水冷結(jié)構(gòu)緊湊性差，使整個(gè)裝置重量增加，降低了焊接過程中設(shè)備使用的柔性和靈活性。在安裝調(diào)試過程中，基座的位置安裝都會(huì)有一定的偏差，而目前的安裝方式比較繁瑣，并且要求操作人員的能力比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，該裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、跟蹤精度高、抗干擾能力強(qiáng)、冷卻和除塵效果好等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于機(jī)器人或自動(dòng)化焊接設(shè)備等。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，包括前端蓋、基座、后端蓋、冷卻進(jìn)氣嘴、除塵進(jìn)氣嘴、前后調(diào)節(jié)鈕、前后調(diào)節(jié)平臺(tái)、左右調(diào)節(jié)鈕、左右調(diào)節(jié)平臺(tái)、連接板、第一成像設(shè)備、除塵進(jìn)氣管、冷卻管、鏡頭、第二成像設(shè)備、激光發(fā)生器、支架、冷卻出氣嘴、除塵出氣孔、支撐板和外殼，所述基座一端設(shè)有后端蓋，基座另一端設(shè)有前端蓋，所述后端蓋右側(cè)設(shè)有前后調(diào)節(jié)鈕和左右調(diào)節(jié)鈕，所述前后調(diào)節(jié)鈕與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)連接，所述左右調(diào)節(jié)鈕與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)嵌入左右調(diào)節(jié)平臺(tái)上面的凹槽內(nèi)，所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)嵌入支撐板上的凹槽內(nèi)，所述支撐板與基座固定連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)的上表面固定連接連接板的一端，所述連接板下表面固定連接第一成像設(shè)備的上端，所述第一成像設(shè)備下端通過支架的斜面固定在基座上，所述第一成像設(shè)備與基座呈Θ角度，所述第一成像設(shè)備右側(cè)設(shè)有鏡頭，所述鏡頭與基座平行，所述鏡頭下方設(shè)有激光發(fā)生器，所述激光發(fā)生器與基座呈α角度，所述激光發(fā)生器側(cè)面設(shè)有第二成像設(shè)備，所述第二成像設(shè)備固定在基座上，所述外殼中空設(shè)有冷卻管和除塵進(jìn)氣管，所述后端蓋外側(cè)設(shè)有除塵進(jìn)氣嘴、冷卻進(jìn)氣嘴和冷卻出氣嘴，所述除塵進(jìn)氣嘴貫通后端蓋內(nèi)側(cè)連接除塵進(jìn)氣管的一端，所述除塵進(jìn)氣管的另一端對(duì)準(zhǔn)前端蓋的玻璃窗上，所述冷卻進(jìn)氣嘴和冷卻出氣嘴貫通后端蓋內(nèi)側(cè)分別連接冷卻管的兩端，所述前端蓋內(nèi)側(cè)四周邊沿分別設(shè)有除塵出氣孔，所述前端蓋和后端蓋之間設(shè)有外殼，所述外殼可拆卸。
[0007]所述基座的另一端設(shè)有防護(hù)罩，防護(hù)罩與基座垂直，所述的第二成像設(shè)備與基座的垂直面呈β角度。
[0008]本發(fā)明采用風(fēng)冷的冷卻方式，冷卻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)可以避免長時(shí)間工作發(fā)熱以及焊接條件下的高溫對(duì)CCD攝像頭造成的損害，這樣便可以提高焊縫跟蹤裝置的使用壽命，一定的耐高溫性也使得其具有更廣的使用范圍，可以更好的滿足長時(shí)間自動(dòng)化焊接的高溫操作需求，并確保監(jiān)控效果，提高實(shí)際工作效率和效益。
[0009]進(jìn)一步的，所述前后調(diào)節(jié)鈕與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)通過螺母絲杠連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述左右調(diào)節(jié)鈕與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)通過螺母絲杠連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)相對(duì)于左右調(diào)節(jié)平臺(tái)位置可調(diào)節(jié)。
[0012]進(jìn)一步的，所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)相對(duì)于支撐板位置可調(diào)節(jié)。
[0013]進(jìn)一步的，所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)上面的凹槽和支撐板上的凹槽呈燕尾狀。
[0014]進(jìn)一步的，所述除塵出氣孔截面呈長方形，所述除塵出氣孔貫通前端蓋且除塵出氣孔呈階梯狀，前端蓋內(nèi)側(cè)除塵出氣孔的尺寸大于前端蓋外側(cè)除塵出氣孔的尺寸。
[0015]本發(fā)明所述的除塵結(jié)構(gòu)是采用壓縮空氣對(duì)采集鏡頭濾光片進(jìn)行吹氣保護(hù)，隔離焊接過程環(huán)境高溫并抵抗焊接煙塵飛濺對(duì)焊接跟蹤裝置造成的損傷，除塵出氣孔貫通前端蓋呈兩級(jí)階梯狀，逐步減小排氣量，對(duì)排出的空氣起到緩沖的作用。
[0016]進(jìn)一步的，所述冷卻管呈U型。
[0017]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀具有以下優(yōu)勢(shì):本裝置采用激光發(fā)射器作為光源，提高了焊縫跟蹤系統(tǒng)的抗干擾性，在此裝置中設(shè)有兩個(gè)視覺成像設(shè)備，第一成像設(shè)備用于引導(dǎo)焊槍的運(yùn)動(dòng)軌跡，第二成像設(shè)備用于對(duì)焊縫的焊接進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠有效的消除傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)光視覺系統(tǒng)跟蹤產(chǎn)生誤差的問題，本裝置將兩個(gè)成像設(shè)備集成到一個(gè)掃描頭內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，并且跟蹤精度高;此外，第一成像設(shè)備的位置可進(jìn)行微調(diào)，在生產(chǎn)投入使用之前，可通過微調(diào)調(diào)整第一成像設(shè)備的位置，提高了掃描頭的精確度和生產(chǎn)的靈活性；內(nèi)部采用風(fēng)冷的方式對(duì)焊縫跟蹤裝置的內(nèi)部元件進(jìn)行降溫保護(hù)，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有專門的氣體循環(huán)流通結(jié)構(gòu)，并有低溫氣源輸入輸出接口，實(shí)現(xiàn)低溫氣體在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，從而將高溫?zé)崃颗懦?，提高元件的使用壽命，一定的耐高溫性也使得其具有更廣的使用范圍，可以更好地滿足長時(shí)間自動(dòng)化焊接的高溫操作要求，提高了實(shí)際工作效率及效益;此外，還設(shè)有除塵結(jié)構(gòu)，采用壓縮空氣氣流噴嘴及擋板對(duì)系統(tǒng)內(nèi)圖像采集鏡頭濾光片進(jìn)行吹氣保護(hù)，隔離焊接過程環(huán)境高溫并抵抗焊接煙塵飛濺對(duì)焊接跟蹤裝置造成的損傷;此裝置的所有零部件都集成到一個(gè)基板上，方便設(shè)備的組裝和維修，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備集成化，外殼可拆卸，方便設(shè)備的維修。
【附圖說明】
[0018]構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0019]圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021]圖3為A-A剖視圖；
[0022]圖4為本發(fā)明實(shí)施例所述的安裝外殼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記說明:
[0024]1-前端蓋，2_基座，3_后端蓋，4_冷卻進(jìn)氣嘴，5_除塵進(jìn)氣嘴，6_前后調(diào)節(jié)鈕，7_前后調(diào)節(jié)平臺(tái)，8-左右調(diào)節(jié)鈕，9-左右調(diào)節(jié)平臺(tái)，10-連接板，11-第一成像設(shè)備，12-除塵進(jìn)氣管，13-冷卻管，14-鏡頭，15-第二成像設(shè)備，16-激光發(fā)生器，17-支架，18-冷卻出氣嘴，19-除塵出氣孔，20-支撐板，21-外殼。
【具體實(shí)施方式】
[0025]需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0026]另外，在本發(fā)明的實(shí)施例中所提到的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，包括前端蓋1、基座2、后端蓋3、冷卻進(jìn)氣嘴4、除塵進(jìn)氣嘴5、前后調(diào)節(jié)鈕6、前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7、左右調(diào)節(jié)鈕8、左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9、連接板10、第一成像設(shè)備11、除塵進(jìn)氣管12、冷卻管13、鏡頭14、第二成像設(shè)備15、激光發(fā)生器16、支架17、冷卻出氣嘴18、除塵出氣孔19、支撐板20和外殼21，所述外殼21中空設(shè)有冷卻管13和除塵進(jìn)氣管12，所述基座2—端設(shè)有后端蓋3，基座2另一端設(shè)有前端蓋I，所述后端蓋3右側(cè)設(shè)有前后調(diào)節(jié)鈕6和左右調(diào)節(jié)鈕8，所述前后調(diào)節(jié)鈕6與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7連接，所述左右調(diào)節(jié)鈕8與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7嵌入左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9上面的凹槽內(nèi)，所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9嵌入支撐板20上的凹槽內(nèi)，所述支撐板20與基座2固定連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7的上表面固定連接連接板1的一端，所述連接板1下表面固定連接第一成像設(shè)備11的上端，所述第一成像設(shè)備11下端通過支架17的斜面固定在基座2上，所述第一成像設(shè)備11與基座2呈Θ角度，所述第一成像設(shè)備11右側(cè)設(shè)有鏡頭14，所述鏡頭14與基座2平行，所述鏡頭14下方設(shè)有激光發(fā)生器16，所述激光發(fā)生器16與基座2呈α角度，所述激光發(fā)生器16側(cè)面設(shè)有第二成像設(shè)備15，所述第二成像設(shè)備15固定在基座2上，所述后端蓋3外側(cè)設(shè)有除塵進(jìn)氣嘴5、冷卻進(jìn)氣嘴4和冷卻出氣嘴18，所述除塵進(jìn)氣嘴5貫通后端蓋3內(nèi)側(cè)連接除塵進(jìn)氣管12的一端，所述除塵進(jìn)氣管12的另一端對(duì)準(zhǔn)前端蓋I的玻璃窗上，所述冷卻進(jìn)氣嘴4和冷卻出氣嘴18貫通后端蓋3內(nèi)側(cè)分別連接冷卻管13的兩端，所述前端蓋I內(nèi)側(cè)四周邊沿分別設(shè)有除塵出氣孔19，所述前端蓋I和后端蓋3之間設(shè)有外殼21，所述外殼21可拆卸。
[0027]所述前后調(diào)節(jié)鈕6與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7通過螺母絲杠連接。
[0028]所述左右調(diào)節(jié)鈕8與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9通過螺母絲杠連接。
[0029]所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7相對(duì)于左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9位置可調(diào)節(jié)。
[0030]所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9相對(duì)于支撐板20位置可調(diào)節(jié)。
[0031]所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9上面的凹槽和支撐板20上的凹槽呈燕尾狀。
[0032]所述除塵出氣孔19截面呈長方形，所述除塵出氣19孔貫通前端蓋I且除塵出氣孔19呈階梯狀，前端蓋I內(nèi)側(cè)除塵出氣孔19的尺寸大于前端蓋I外側(cè)除塵出氣孔19的尺寸。
[0033]所述冷卻管13呈U型。
[0034]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0035]在本發(fā)明中，設(shè)有兩個(gè)成像設(shè)備，成像設(shè)備是工業(yè)用CCD攝像頭，第一成像設(shè)備11的CCD攝像頭用于引導(dǎo)焊槍的運(yùn)動(dòng)，第二成像設(shè)備15的CCD攝像頭用于對(duì)焊縫焊接進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，第一成像設(shè)備11的CCD攝像頭可通過前后調(diào)節(jié)鈕6和左右調(diào)節(jié)鈕8進(jìn)行位置的微調(diào)，旋轉(zhuǎn)前后調(diào)節(jié)鈕6，其螺母絲杠結(jié)構(gòu)帶動(dòng)前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7相對(duì)于左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9前后移動(dòng)，以此帶動(dòng)第一成像設(shè)備11前后移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)左右調(diào)節(jié)鈕8，其螺母絲杠結(jié)構(gòu)帶動(dòng)左右調(diào)節(jié)平臺(tái)9相對(duì)于支撐板20移動(dòng)，并且?guī)?dòng)前后調(diào)節(jié)平臺(tái)7移動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)第一成像設(shè)備11左右位置的變動(dòng)，第二成像設(shè)備15設(shè)在激光發(fā)生器16的一側(cè)，與基座2右端防護(hù)罩的垂直面呈β角度，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)監(jiān)測的功能，本裝置所有的元件都安裝在一個(gè)基座2上，設(shè)有的外殼21可拆卸，方便安裝和維修；
[0036]此外，獨(dú)有的風(fēng)冷循環(huán)系統(tǒng)可確保焊縫跟蹤裝置的長期安全使用，低溫度的空氣經(jīng)過冷卻進(jìn)氣嘴4進(jìn)入到冷卻管13中，冷卻管13呈U型，冷卻管13的另一端連接冷卻出氣嘴18，低溫度的空氣在焊縫跟蹤裝置內(nèi)循環(huán)一周后經(jīng)過冷卻出氣嘴18排出；除塵結(jié)構(gòu)設(shè)有除塵進(jìn)氣嘴5、除塵進(jìn)氣管12和除塵出氣孔19，壓縮空氣經(jīng)過除塵進(jìn)氣嘴5進(jìn)入到除塵進(jìn)氣管12中，除塵進(jìn)氣管12的另一端對(duì)準(zhǔn)鏡頭濾光片進(jìn)行吹氣，吹出的空氣經(jīng)過除塵出氣孔19排出，形成空氣循環(huán)效果。
[0037]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:包括前端蓋、基座、后端蓋、冷卻進(jìn)氣嘴、除塵進(jìn)氣嘴、前后調(diào)節(jié)鈕、前后調(diào)節(jié)平臺(tái)、左右調(diào)節(jié)鈕、左右調(diào)節(jié)平臺(tái)、連接板、第一成像設(shè)備、除塵進(jìn)氣管、冷卻管、鏡頭、第二成像設(shè)備、激光發(fā)生器、支架、冷卻出氣嘴、除塵出氣孔、支撐板和外殼，所述基座一端設(shè)有后端蓋，基座另一端設(shè)有前端蓋，所述后端蓋右側(cè)設(shè)有前后調(diào)節(jié)鈕和左右調(diào)節(jié)鈕，所述前后調(diào)節(jié)鈕與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)連接，所述左右調(diào)節(jié)鈕與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)嵌入左右調(diào)節(jié)平臺(tái)上面的凹槽內(nèi)，所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)嵌入支撐板上的凹槽內(nèi)，所述支撐板與基座固定連接，所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)的上表面固定連接連接板的一端，所述連接板下表面固定連接第一成像設(shè)備的上端，所述第一成像設(shè)備下端通過支架的斜面固定在基座上，所述第一成像設(shè)備與基座呈Θ角度，所述第一成像設(shè)備右側(cè)設(shè)有鏡頭，所述鏡頭與基座平行，所述鏡頭下方設(shè)有激光發(fā)生器，所述激光發(fā)生器與基座呈α角度，所述激光發(fā)生器側(cè)面設(shè)有第二成像設(shè)備，所述第二成像設(shè)備固定在基座上，所述外殼中空設(shè)有冷卻管和除塵進(jìn)氣管，所述后端蓋外側(cè)設(shè)有除塵進(jìn)氣嘴、冷卻進(jìn)氣嘴和冷卻出氣嘴，所述除塵進(jìn)氣嘴貫通后端蓋內(nèi)側(cè)連接除塵進(jìn)氣管的一端，所述除塵進(jìn)氣管的另一端對(duì)準(zhǔn)前端蓋的玻璃窗上，所述冷卻進(jìn)氣嘴和冷卻出氣嘴貫通后端蓋內(nèi)側(cè)分別連接冷卻管的兩端，所述前端蓋內(nèi)側(cè)四周邊沿分別設(shè)有除塵出氣孔，所述前端蓋和后端蓋之間設(shè)有外殼，所述外殼可拆卸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述前后調(diào)節(jié)鈕與前后調(diào)節(jié)平臺(tái)通過螺母絲杠連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述左右調(diào)節(jié)鈕與左右調(diào)節(jié)平臺(tái)通過螺母絲杠連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述前后調(diào)節(jié)平臺(tái)相對(duì)于左右調(diào)節(jié)平臺(tái)位置可調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)相對(duì)于支撐板位置可調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述左右調(diào)節(jié)平臺(tái)上面的凹槽和支撐板上的凹槽呈燕尾狀。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述除塵出氣孔截面呈長方形，所述除塵出氣孔貫通前端蓋且除塵出氣孔呈階梯狀，前端蓋內(nèi)側(cè)除塵出氣孔的尺寸大于前端蓋外側(cè)除塵出氣孔的尺寸。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于焊接機(jī)器人的焊縫跟蹤掃描儀，其特征在于:所述冷卻管呈U型。
【文檔編號(hào)】B23K26/044GK106001915SQ201610365156
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】齊立哲, 孫云權(quán), 甘中學(xué)
【申請(qǐng)人】天津智通機(jī)器人有限公司