專利名稱：全自動視覺點焊機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全自動視覺點焊機(jī)器人，適用于細(xì)小銅線與焊盤自動點焊焊接。
技術(shù)背景
目前，在電聲行業(yè)中，焊盤、漆包線的焊接都是由手工完成，比如腳踏式點焊機(jī)，每次要目視焊點位置，手動完成點焊操作，需要身體的幾個部位同時集中精力完成，對工人的協(xié)調(diào)性要求比較高；由于大部分工件焊盤和漆包線比較細(xì)，手工焊接誤差比較大，工作效率很低，每次焊接的力也不好確定，且長時間工作，操作者容易疲勞，不單對工作質(zhì)量不好保證，而且對眼睛方面損害很大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能實現(xiàn)全自動點焊功能的機(jī)器人，其具有工件點焊位置自動視覺定位、工件精密平動、自動微點焊焊接等功能。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種全自動視覺點焊機(jī)器人，包括底板機(jī)構(gòu)、視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和用于設(shè)置視覺參數(shù)和數(shù)據(jù)處理的工控機(jī)，所述視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和工控機(jī)都設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上， 所述視覺識別系統(tǒng)包括工業(yè)攝像頭、光源和用于開關(guān)光源及調(diào)節(jié)光源光亮強度的光源控制器，所述工業(yè)攝像頭和光源通過升降臺與底板機(jī)構(gòu)連接且光源位于工業(yè)攝像頭的正下方， 所述自動點焊系統(tǒng)包括微點焊機(jī)構(gòu)和用于設(shè)置點焊參數(shù)的微點焊控制器，所述微點焊機(jī)構(gòu)通過升降機(jī)構(gòu)與底板機(jī)構(gòu)連接，所述運動平臺系統(tǒng)包括控制左右方向運動的X軸模塊和控制前后方向運動的Y軸模塊，所述Y軸模塊滑動連接在X軸模塊上，所述運動平臺系統(tǒng)位于視覺識別系統(tǒng)和微點焊機(jī)構(gòu)的下方。
所述升降臺包括固定連接在底板機(jī)構(gòu)上的立柱和設(shè)置在立柱上的兩個滑塊，所述兩滑塊上下設(shè)置，所述工業(yè)攝像頭與所述上滑塊連接，所述光源與所述下滑塊連接，光源位于工業(yè)攝像頭的正下方。
所述升降機(jī)構(gòu)包括固定連接在底板機(jī)構(gòu)上的微點焊基座，所述微點焊基座上設(shè)置有用于帶動微點焊機(jī)構(gòu)做上下運動的氣缸，該氣缸與微點焊機(jī)構(gòu)聯(lián)動。
所述的自動點焊系統(tǒng)還包括微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)，該微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)包括定位止塊、定位固定塊、緩沖器和微分測頭，所述緩沖器和微分測頭固定連接在定位固定塊上，所述定位固定塊固定連接在微點焊基座上，所述定位止塊固定連接在微點焊機(jī)構(gòu)上，所述緩沖器和微分測頭位于定位止塊的正下方，且緩沖器和微分測頭的頂端抵住定位止塊。
還包括焊接監(jiān)視攝像頭，該焊接監(jiān)視攝像頭轉(zhuǎn)動連接在微點焊機(jī)構(gòu)上，其鏡頭對準(zhǔn)微點焊機(jī)構(gòu)的焊頭。
還包括用于顯示工控機(jī)設(shè)置參數(shù)和焊接監(jiān)視攝像頭拍攝圖像的顯示器。
所述的底板機(jī)構(gòu)上設(shè)置有罩殼，所述工控機(jī)位于罩殼內(nèi)，所述光源控制器、微點焊控制器和顯示器設(shè)置在罩殼上。
還包括工作照明燈，其設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上。所述底板機(jī)構(gòu)上設(shè)置有包圍運動平臺系統(tǒng)的防塵罩，所述防塵罩上端面上具有橫向的條形開口，所述Y軸模塊伸出該開口位于防塵罩外側(cè)，所述位于Y軸模塊兩側(cè)的開口通過風(fēng)琴罩密封。所述的底板機(jī)構(gòu)的下方設(shè)置有可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的地角。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，實現(xiàn)了現(xiàn)全自動點焊功能，其通過視覺成像來定位工件需要點焊的位置，減少工人操作產(chǎn)生的失誤；二維精密運動平臺系統(tǒng)重復(fù)定位精度高，具有優(yōu)良的運動性能和極低的運動噪聲；微點焊機(jī)構(gòu)的行程可根據(jù)工件不同進(jìn)行微調(diào)，并在調(diào)節(jié)時通過視覺成像顯示點焊焊頭的高度位置，本發(fā)明減少了因人為因素造成產(chǎn)品不良的現(xiàn)象，且焊點小，牢靠，焊點質(zhì)量好。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，外觀漂亮，根據(jù)人機(jī)工程學(xué)的原理，優(yōu)化臺面高度，機(jī)器臺面高度可根據(jù)用戶需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，更符合工人操作過程，減輕工人的疲勞感，該機(jī)操作方便，性價比高，應(yīng)用范圍廣，適合于電聲行業(yè)各種蜂鳴器，耳機(jī)線等不同的工件的焊接。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中微點焊機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)的放大示意圖；圖3是圖2的A-A剖視圖。其中1、底板機(jī)構(gòu)；2-1、工業(yè)攝像頭；2-2、光源；2-3、光源控制器；2-4、立柱； 3-1、微點焊機(jī)構(gòu)；3-2、微點焊控制器；3-11、焊頭；3-12、點焊拉桿；3_13、活動桿；3_14、固定塊；3-15、回拉連桿；3-16、拉桿；3-17、浮動接頭；3_18、基座；3_3、微點焊基座；3_4、氣缸；3-5、微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)；3-51、定位止塊；3-52、定位固定塊；3_53、緩沖器；3_54、微分測頭；4、Y軸模塊；5、焊接監(jiān)視攝像頭；6、顯示器；7、工作照明燈；8、防塵罩；8-1、風(fēng)琴罩；9、罩殼；10、地角；11、過濾調(diào)壓閥。
具體實施例方式如圖1-圖3所示的一種全自動視覺點焊機(jī)器人，包括底板機(jī)構(gòu)1、視覺識別系統(tǒng)、 自動點焊系統(tǒng)、二維運動平臺系統(tǒng)和用于設(shè)置視覺參數(shù)和數(shù)據(jù)處理的工控機(jī)，所述視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和工控機(jī)都設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)1上。所述視覺識別系統(tǒng)包括工業(yè)攝像頭2-1、光源2-2和用于開關(guān)光源2-2及調(diào)節(jié)光源2-2光亮強度的光源控制器2-3，所述工業(yè)攝像頭2-1和光源2-2通過升降臺與底板機(jī)構(gòu) 1連接，所述升降臺由立柱2-4和設(shè)置在立柱2-4上的兩個滑塊構(gòu)成，所述立柱2-4固定連接在底板機(jī)構(gòu)1上，所述兩滑塊上下設(shè)置，所述工業(yè)攝像頭2-1與所述上滑塊連接，所述光源2-2與所述下滑塊連接，光源2-2位于工業(yè)攝像頭2-1的正下方，工業(yè)攝像頭2-1和光源
2-2的位置高度可獨立調(diào)節(jié)。所述自動點焊系統(tǒng)包括微點焊機(jī)構(gòu)3-1和用于設(shè)置點焊參數(shù)的微點焊控制器
3-2，所述微點焊機(jī)構(gòu)3-1通過升降機(jī)構(gòu)與底板機(jī)構(gòu)1連接，所述升降機(jī)構(gòu)包括固定連接在底板機(jī)構(gòu)1上的微點焊基座3-3和設(shè)置在微點焊基座3-3上的用于帶動微點焊機(jī)構(gòu)3-1做上下運動的氣缸3-4，所述氣缸3-4的活塞桿向上設(shè)置并與所述微點焊機(jī)構(gòu)3-1聯(lián)動。所述微點焊機(jī)構(gòu)3-1包括焊頭3-11、點焊拉桿3-12、活動桿3-13、以及用于支撐上述各部件的基座3-18，所述焊頭3-11固定連接在點焊拉桿3-12下端，所述點焊拉桿3_12通過固定塊 3-14與活動桿3-13連接，所述活動桿3-13上固定連接有水平設(shè)置的回拉連桿3_15，所述氣缸3-4通過拉桿3-16與回拉連桿3-15垂直連接，所述拉桿3_16與氣缸3_4之間通過浮動接頭3-17連接。所述的自動點焊系統(tǒng)還包括微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)3-5，該微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)3-5包括定位止塊3-51、定位固定塊3-52、緩沖器3_53和微分測頭3巧4，所述緩沖器3-53和微分測頭3巧4固定連接在定位固定塊3-52上，所述定位固定塊3_52固定連接在微點焊基座3-3上，所述定位止塊3-51固定連接在微點焊機(jī)構(gòu)3-1上，所述緩沖器3-53 和微分測頭3巧4位于定位止塊3-51的正下方，且緩沖器3-53和微分測頭3巧4的頂端抵住定位止塊3-51。所述的氣缸3-4與過濾調(diào)壓閥11連接。
所述二維運動平臺系統(tǒng)包括控制左右方向運動的X軸模塊和控制前后方向運動的Y軸模塊4，所述Y軸模塊4滑動連接在X軸模塊上，該Y軸模塊4可以當(dāng)載物板用。所述運動平臺系統(tǒng)位于視覺識別系統(tǒng)和微點焊機(jī)構(gòu)3-1的下方。所述底板機(jī)構(gòu)1上設(shè)置有包圍運動平臺系統(tǒng)的防塵罩8，所述防塵罩8上端面上具有橫向的條形開口，所述Y軸模塊4 伸出該開口位于防塵罩8外側(cè)，所述位于Y軸模塊4兩側(cè)的開口通過風(fēng)琴罩8-1密封。
本發(fā)明還包括焊接監(jiān)視攝像頭5、用于顯示工控機(jī)設(shè)置參數(shù)和焊接監(jiān)視攝像頭5 拍攝圖像的液晶顯示器6、工作照明燈7。所述焊接監(jiān)視攝像頭5轉(zhuǎn)動連接在微點焊機(jī)構(gòu) 3-1上，其鏡頭對準(zhǔn)微點焊機(jī)構(gòu)3-1的焊頭。所述工作照明燈7設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)1上。所述的底板機(jī)構(gòu)1上設(shè)置有罩殼9，所述工控機(jī)位于罩殼9內(nèi)，所述光源控制器2-3、微點焊控制器3-2、顯示器6和過濾調(diào)壓閥11都設(shè)置在罩殼9上。所述的底板機(jī)構(gòu)1的下方連接有可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的地角10。
工作原理先將工件放于載物板即Y軸模塊4上，然后運動平臺系統(tǒng)啟動并將工件送到光源2-2正下方，然后由工業(yè)攝像頭2-1定位工件需要點焊的位置，再由運動平臺系統(tǒng)將工件送到微點焊機(jī)構(gòu)3-1正下方，最后由微點焊機(jī)構(gòu)3-1根據(jù)視覺識別系統(tǒng)對工件點焊位置的定位來進(jìn)行點焊，在點焊的同時，通過焊接監(jiān)視攝像頭5由液晶顯示器6來顯示點焊焊頭3-11的高度位置。
應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于包括底板機(jī)構(gòu)(1)、視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和用于設(shè)置視覺參數(shù)和數(shù)據(jù)處理的工控機(jī)，所述視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和工控機(jī)都設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)(1)上，所述視覺識別系統(tǒng)包括工業(yè)攝像頭0-1)、光源(2- 和用于開關(guān)光源(2- 及調(diào)節(jié)光源(2- 光亮強度的光源控制器0-3)，所述工業(yè)攝像頭(2-1)和光源(2- 通過升降臺與底板機(jī)構(gòu)(1)連接且光源 (2-2)位于工業(yè)攝像頭0-1)的正下方，所述自動點焊系統(tǒng)包括微點焊機(jī)構(gòu)(3-.1)和用于設(shè)置點焊參數(shù)的微點焊控制器(3-2)，所述微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)通過升降機(jī)構(gòu)與底板機(jī)構(gòu)(1) 連接，所述運動平臺系統(tǒng)包括控制左右方向運動的X軸模塊和控制前后方向運動的Y軸模塊G)，所述Y軸模塊(4)滑動連接在X軸模塊上，所述運動平臺系統(tǒng)位于視覺識別系統(tǒng)和微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述升降臺包括固定連接在底板機(jī)構(gòu)(1)上的立柱(2-4)和設(shè)置在立柱(2-4)上的兩個滑塊，所述兩滑塊上下設(shè)置，所述工業(yè)攝像頭0-1)與所述上滑塊連接，所述光源(2- 與所述下滑塊連接，光源 (2-2)位于工業(yè)攝像頭0-1)的正下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述升降機(jī)構(gòu)包括固定連接在底板機(jī)構(gòu)(1)上的微點焊基座(3-3)，所述微點焊基座(3- 上設(shè)置有用于帶動微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)做上下運動的氣缸(3-4)，該氣缸(3-4)與微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)聯(lián)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述的自動點焊系統(tǒng)還包括微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)(3-5)，該微點焊螺旋微調(diào)機(jī)構(gòu)(3- 包括定位止塊(3-.51)、 定位固定塊(3-52)、緩沖器(3-5 和微分測頭(3-M)，所述緩沖器(3-5 和微分測頭 (3-54)固定連接在定位固定塊(3-5 上，所述定位固定塊(3-5 固定連接在微點焊基座 (3-3)上，所述定位止塊(3-51)固定連接在微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)上，所述緩沖器(3-5 和微分測頭(3-54)位于定位止塊(3-51)的正下方，且緩沖器(3-5 和微分測頭(3_54)的頂端抵住定位止塊(3-51)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于還包括焊接監(jiān)視攝像頭(5)，該焊接監(jiān)視攝像頭(5)轉(zhuǎn)動連接在微點焊機(jī)構(gòu)(3-1)上，其鏡頭對準(zhǔn)微點焊機(jī)構(gòu) (3-1)的焊頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于還包括用于顯示工控機(jī)設(shè)置參數(shù)和焊接監(jiān)視攝像頭( 拍攝圖像的顯示器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述的底板機(jī)構(gòu)(1) 上設(shè)置有罩殼(9)，所述工控機(jī)位于罩殼(9)內(nèi)，所述光源控制器0-3)、微點焊控制器 (3-2)和顯示器(6)設(shè)置在罩殼(9)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于還包括工作照明燈 (7)，其設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)(1)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述底板機(jī)構(gòu)(1)上設(shè)置有包圍運動平臺系統(tǒng)的防塵罩(8)，所述防塵罩(8)上端面上具有橫向的條形開口，所述Y軸模塊⑷伸出該開口位于防塵罩⑶夕卜側(cè)，所述位于Y軸模塊⑷兩側(cè)的開口通過風(fēng)琴罩(8-1)密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動視覺點焊機(jī)器人，其特征在于所述的底板機(jī)構(gòu)(1)的下方設(shè)置有可進(jìn)行高度調(diào)節(jié)的地角(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全自動視覺點焊機(jī)器人，包括底板機(jī)構(gòu)、以及設(shè)置在底板機(jī)構(gòu)上的視覺識別系統(tǒng)、自動點焊系統(tǒng)、運動平臺系統(tǒng)和工控機(jī)，視覺識別系統(tǒng)包括工業(yè)攝像頭、光源和光源控制器，所述工業(yè)攝像頭和光源通過升降臺與底板機(jī)構(gòu)連接且光源位于工業(yè)攝像頭的正下方，所述自動點焊系統(tǒng)包括微點焊機(jī)構(gòu)和微點焊控制器，所述微點焊機(jī)構(gòu)通過升降機(jī)構(gòu)與底板機(jī)構(gòu)連接，所述運動平臺系統(tǒng)包括X軸模塊和Y軸模塊，所述Y軸模塊滑動連接在X軸模塊上，所述運動平臺系統(tǒng)位于視覺識別系統(tǒng)和微點焊機(jī)構(gòu)的下方。本發(fā)明提供了一種能實現(xiàn)全自動點焊功能的機(jī)器人，其具有工件點焊位置自動視覺定位、工件精密平動、自動微點焊焊接等功能。
文檔編號B23K37/00GK102528337SQ201010577499
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者張逢靖, 徐慶海, 曲東升, 李長峰 申請人:常州銘賽機(jī)器人科技有限公司