一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置的制作方法

本发明涉及智能焊接加工，尤其涉及一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置。

背景技术：

1、在智能焊接自动化生产领域，机器视觉焊缝自动跟踪技术是保障焊接成型质量、提升焊接精度的核心关键，通过视觉相机实时采集焊缝轨迹图像，配合纠偏模组实时修正焊枪偏移误差，能够有效解决人工焊接偏差大、重复性差的问题，现已广泛应用于各类管材、板材自动化焊接生产线中。

2、目前市面上常规的焊接过程中焊枪会根据焊缝轨迹偏差进行小幅微调纠偏，但视觉相机固定安装，无法跟随焊枪纠偏位移自适应调节拍摄物距，极易出现成像模糊、对焦偏移、焊缝特征识别不全等问题，导致跟踪精度下降，出现焊接偏位、咬边、未焊透等缺陷，同时焊接作业过程中会持续产生大量焊接烟尘与金属雾化颗粒，烟尘极易漂浮聚集在相机镜头与焊接熔池之间，直接遮挡拍摄视野，造成视觉采集失效、跟踪误判、设备停机等故障，严重影响焊接生产连续性，虽然现有相机调距机构与烟尘吹扫机构，但是大多采用独立电机、电磁阀单独控制，结构零散、控制线路复杂，不仅占用设备安装空间，还增加了故障点位与设备改造成本。

技术实现思路

1、本发明提供的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，解决了传统焊缝跟踪设备相机物距固定和烟尘遮挡严重的缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：提供了一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，包括焊接工作台、小幅微调模组、焊枪安装座、两个安装板、视觉采集相机、联动组件以及摆动组件；

3、每个安装板的一侧均设置有联动组件，所述联动组件配置有受力顶块，所述受力顶块用于接收小幅微调模组侧向挤压力，联动组件用于驱动安装筒滑移，实现视觉采集相机物距自适应补偿；

4、所述联动组件上安装摆动组件，所述摆动组件用于扰动气流，吹散焊接烟尘；

5、所述联动组件与摆动组件之间集成连通式气路结构，小幅微调模组位移挤压产生的气压介质优先供给相机物距自适应调节动作，介质压力升高后驱动烟尘摆动组件完成摆板摆动；

6、所述连通式气路结构包括调距气路与吹扫气路，两条气路共用压力源并依靠介质压力分级实现联动作业。

7、优选的，所述联动组件包括导向块、安装筒、视觉采集相机、密封气箱、气箱活塞、活塞连接杆、受力顶块、动力缸、缸体活塞、传动杆、复位弹簧、摆臂基座、铰接连杆和通气软管；

8、两个所述安装板固定安装于上下移动模组的底部，两个导向块分别固定设置于两个安装板相对的侧面，所述安装筒滑动嵌设于导向块一侧，所述视觉采集相机固定安装于安装筒内壁。

9、优选的，两个所述密封气箱对侧固定安装于上下移动模组的底部，两个气箱活塞分别滑动嵌设于两个密封气箱内壁，两个所述活塞连接杆分别固定设置于两个气箱活塞相对侧，两个所述受力顶块分别固定设于活塞连接杆端部，两个受力顶块分设于小幅微调模组左右两侧。

10、优选的，两个所述动力缸分别固定安装于两个安装板的侧部，两个缸体活塞分别滑动嵌设于两个动力缸内壁，两个传动杆分别固定设置于两个缸体活塞相对侧，两个所述复位弹簧分别活动套设于两个传动杆外表面。

11、优选的，两个所述摆臂基座分别固定设置于两个传动杆相对端，两个铰接连杆分别铰接安装于两个摆臂基座一侧，两个铰接连杆的端部共同铰接安装于相机调节座的一侧，所述相机调节座固定设置于安装筒一侧，所述动力缸通过通气软管与对应侧的密封气箱相连通。

12、优选的，所述摆动组件包括支撑底板、摆动摆板、驱动气缸、气缸活塞、推拉杆、滑动铰接块、分支气管、总通气管、联动杆、增压活塞和增压气筒；

13、所述支撑底板固定安装于安装筒一侧，所述支撑底板内侧固定设置有两个旋转销轴，两个摆动摆板分别转动装配于旋转销轴外表面，两个摆动摆板侧边分别固定设置有导向槽板。

14、优选的，两个所述驱动气缸对称固定安装于支撑底板一侧，两个气缸活塞分别滑动嵌设于两个驱动气缸内壁，两个推拉杆分别固定设于两个气缸活塞一侧，所述推拉杆外表面套设有增压弹簧，两个推拉杆端部分别铰接滑动铰接块，两个滑动铰接块滑动设置于两个导向槽板内壁。

15、优选的，所述调距气路由密封气箱、通气软管、动力缸依次连通构成，所述吹扫气路包括联动杆、增压活塞、增压气筒、总通气管以及分支气管；

16、所述联动杆两端分别固定于两个摆臂基座的相对侧，所述联动杆一侧固定增压活塞，所述增压活塞滑动设于增压气筒内部，增压气筒连通总通气管。

17、优选的，所述总通气管连通两根分支气管，两根分支气管分别连通两个驱动气缸。

18、优选的，所述焊接工作台的顶部固定安装有前后移动模组，所述前后移动模组的输出端安装有左右移动模组，所述左右移动模组的输出端安装有上下移动模组，所述上下移动模组的输出端安装有小幅微调模组，所述焊枪安装座固定设置于小幅微调模组输出端。

19、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

20、1、本发明，采用机械位移转化气压动力的分级联动结构，全程无需增设独立电机、电磁阀等额外动力与控制元件，依托焊接自身纠偏动作即可触发相机自适应调距与烟尘吹扫，简化设备整体结构，降低设备改造成本。

21、2、本发明，通过低压优先的调距气路，可在小幅微调模组微小纠偏位移时实时驱动视觉采集相机滑移补偿物距，解决传统固定相机因焊枪纠偏产生的对焦模糊、成像偏移、焊缝特征丢失等问题，保证视觉成像清晰稳定，有效提升焊缝识别精度与跟踪准确性，从源头降低焊接偏差、焊缝缺陷概率。

22、3、本发明，通过高压触发式吹扫气路，依靠纠偏幅度匹配气路压力，偏差越大、烟尘干扰越强时，摆动摆板摆动幅度越大、气流扰动效果越好，可实时吹散焊接区域聚集的烟尘与金属雾化颗粒，避免烟尘遮挡相机镜头导致的跟踪误判、设备停机问题。

23、4、本发明，采用一体化集成安装结构，整套联动组件与摆动组件集成于上下移动模组底部，可跟随三轴移动模组同步位移，适配不同焊接位置、不同焊接高度的作业需求，同时通过弹簧复位结构实现机构全自动循环工作，响应灵敏、联动同步性强，提升智能焊接的自动化程度与生产效率。

1.一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于，包括焊接工作台（1）、小幅微调模组（104）、焊枪安装座（105）、两个安装板（2）、视觉采集相机（203）、联动组件以及摆动组件；

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：所述联动组件包括导向块（201）、安装筒（202）、视觉采集相机（203）、密封气箱（204）、气箱活塞（205）、活塞连接杆（206）、受力顶块（207）、动力缸（3）、缸体活塞（301）、传动杆（302）、复位弹簧（303）、摆臂基座（304）、铰接连杆（305）和通气软管（307）；

3.根据权利要求2所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：两个所述密封气箱（204）对侧固定安装于上下移动模组（103）的底部，两个气箱活塞（205）分别滑动嵌设于两个密封气箱（204）内壁，两个所述活塞连接杆（206）分别固定设置于两个气箱活塞（205）相对侧，两个所述受力顶块（207）分别固定设于活塞连接杆（206）端部，两个受力顶块（207）分设于小幅微调模组（104）左右两侧。

4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：两个所述动力缸（3）分别固定安装于两个安装板（2）的侧部，两个缸体活塞（301）分别滑动嵌设于两个动力缸（3）内壁，两个传动杆（302）分别固定设置于两个缸体活塞（301）相对侧，两个所述复位弹簧（303）分别活动套设于两个传动杆（302）外表面。

5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：两个所述摆臂基座（304）分别固定设置于两个传动杆（302）相对端，两个铰接连杆（305）分别铰接安装于两个摆臂基座（304）一侧，两个铰接连杆（305）的端部共同铰接安装于相机调节座（306）的一侧，所述相机调节座（306）固定设置于安装筒（202）一侧，所述动力缸（3）通过通气软管（307）与对应侧的密封气箱（204）相连通。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：所述摆动组件包括支撑底板（4）、摆动摆板（401）、驱动气缸（403）、气缸活塞（404）、推拉杆（405）、滑动铰接块（407）、分支气管（408）、总通气管（409）、联动杆（410）、增压活塞（412）和增压气筒（413）；

7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：两个所述驱动气缸（403）对称固定安装于支撑底板（4）一侧，两个气缸活塞（404）分别滑动嵌设于两个驱动气缸（403）内壁，两个推拉杆（405）分别固定设于两个气缸活塞（404）一侧，所述推拉杆（405）外表面套设有增压弹簧（406），两个推拉杆（405）端部分别铰接滑动铰接块（407），两个滑动铰接块（407）滑动设置于两个导向槽板（402）内壁。

8.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：所述调距气路由密封气箱（204）、通气软管（307）、动力缸（3）依次连通构成，所述吹扫气路包括联动杆（410）、增压活塞（412）、增压气筒（413）、总通气管（409）以及分支气管（408）；

9.根据权利要求8所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：所述总通气管（409）连通两根分支气管（408），两根分支气管（408）分别连通两个驱动气缸（403）。

10.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的智能焊接系统焊缝自动跟踪装置，其特征在于：所述焊接工作台（1）的顶部固定安装有前后移动模组（101），所述前后移动模组（101）的输出端安装有左右移动模组（102），所述左右移动模组（102）的输出端安装有上下移动模组（103），所述上下移动模组（103）的输出端安装有小幅微调模组（104），所述焊枪安装座（105）固定设置于小幅微调模组（104）输出端。