一種焊縫跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及機(jī)器人焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種焊縫跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)，是一種焊縫跟蹤主動視覺傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著生產(chǎn)的發(fā)展，對產(chǎn)品的焊接質(zhì)量的要求越來越高，同時又要求改善工人的勞動強(qiáng)度。自動化焊接是發(fā)展方向。而在自動化焊接中，檢測和引導(dǎo)是焊接質(zhì)量的保證。因此，焊縫跟蹤傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人焊接自動化的前提。
[0003]目前，應(yīng)用于焊接機(jī)器人的上的傳感方式多種多樣，其中視覺傳感方式具有采集信息量大、非接觸、快速、高精度及檢測范圍大等優(yōu)點(diǎn)，成為機(jī)器人焊接傳感器方面的研究熱點(diǎn)。在各種視覺傳感器中，又以主動視覺傳感器結(jié)構(gòu)簡單，更易于實(shí)現(xiàn)。主動視覺傳感器利用激光作為成像光源，使用CCD攝像機(jī)來采集激光照射在連接處時的圖像信息。由于激光是單波長，相干性好，不易受外部的干擾。因此，可以克服焊接過程中強(qiáng)烈的電弧光、電弧熱、煙霧及飛濺等的影響。
[0004]目前，大多數(shù)激光傳感器都是設(shè)計(jì)成固定地安裝在焊槍上，且激光束與攝像機(jī)視線之間的夾角也是固定不可調(diào)的。這樣就不能針對不同的焊接狀況來調(diào)整傳感器的角度。另外，這些傳感器的濾光系統(tǒng)的移進(jìn)移出，通過氣動裝置或直流電機(jī)加齒條實(shí)現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)提高了傳感器的自動化的程度，然而其操作的便利性和可靠性并不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對以上問題，本發(fā)明提供一種焊縫跟蹤傳感器結(jié)構(gòu):傳感器整體與焊槍之間的角度可以調(diào)整，激光束與攝像機(jī)視線之間的角度亦可調(diào)整。本發(fā)明的濾光系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，可以被準(zhǔn)確地定位并得到有效的控制，且并不依賴某些特殊的設(shè)備。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案通過以下措施實(shí)現(xiàn):
[0007]—種焊縫跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)，包括:支撐和固定內(nèi)部各元件的底板;連接底板和角位臺的右側(cè)板;對內(nèi)部元件起保護(hù)作用的側(cè)彎板；用來支撐激光器套座并為其定位的激光器支架，其上開有一矩形槽來安裝激光器套座，其下方則安裝于底板上所開的兩個矩形槽中；用于反射激光的反射鏡片，安裝在反射鏡支架上所開的圓形槽中；反射鏡支架，固定在其下方的手動轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)臺臺面上，可隨轉(zhuǎn)臺臺面一起轉(zhuǎn)動;手動轉(zhuǎn)臺，安裝在底板上為其開的矩形槽中；帶散熱片的工業(yè)相機(jī);用以安裝固定工業(yè)相機(jī)的相機(jī)支架，其下部有一個圓形大孔以套住工業(yè)相機(jī)下部的圓柱段，其上部通過后固定板來壓緊工業(yè)相機(jī)，工業(yè)相機(jī)的兩側(cè)固定在相機(jī)支架的左右兩側(cè)板上;絲桿滑臺，其安裝在底板上的矩形槽內(nèi)；濾鏡，安裝在濾鏡支架上;濾鏡支架，其與濾鏡相接的部分開有圓形口以透光，其與絲桿滑臺相連接的部分開有一個條形槽，其使得濾鏡支架和濾鏡整體可以沿相機(jī)的光軸方向移動以調(diào)整位置;絲桿滑臺，其滑臺上有兩個平行于相機(jī)光軸方向分布的螺釘，通過濾鏡支架上的條形窄槽固定濾鏡支架;有機(jī)玻璃板，其呈矩形長條形，左右兩端各設(shè)有一小段伸出部，其中左端伸出部上鉆有一孔;下板，其右端安裝有一有機(jī)玻璃固定塊壓住有機(jī)玻璃板的右端伸出部，下板左端的伸出部分上鉆有一孔固定有機(jī)玻璃板的左端伸出部，其中間部分開有兩個矩形口以通過光線；用于連接焊槍的焊槍連接裝置，連接設(shè)置在右側(cè)板右下側(cè)。
[0008]進(jìn)一步地，所述激光器、工業(yè)相機(jī)、手動轉(zhuǎn)臺的底座、絲桿滑臺的底座以及焊槍的相對位置固定，都通過底板上的矩形槽來定位。
[0009]進(jìn)一步地，激光器的中心軸線、工業(yè)相機(jī)的光軸、激光反射鏡的中心線、濾鏡的中心線以及焊槍的中心線在一個平面內(nèi)。
[0010]進(jìn)一步地，激光器采用傾斜式的安裝，并通過下方的激光反射鏡來反射激光，使得激光可以照射到右邊工業(yè)相機(jī)的下方視野內(nèi)。
[0011]進(jìn)一步地，濾鏡通過濾鏡支架與絲桿滑臺的滑臺固定，通過控制絲桿滑臺的微型步進(jìn)電機(jī)來驅(qū)動絲桿轉(zhuǎn)動，以完成濾鏡的移入和移出。
[0012]進(jìn)一步地，所述下板的內(nèi)側(cè)有矩形滑槽以安放有機(jī)玻璃板。
[0013]進(jìn)一步地，所述的焊槍連接裝置包括角位臺、左夾持塊以及右夾持塊，所述角位臺包括連接右側(cè)板的角位臺臺面和角位臺底座，所述左夾持塊的右面和右夾持塊的左面均設(shè)置有用于安裝焊槍的半圓槽，所述角位臺底座固定在左夾持塊上部左側(cè)的矩形凹槽內(nèi)。
[0014]進(jìn)一步地，右側(cè)板與角位臺之間裝有硬質(zhì)耐熱的絕緣塑料墊片，包括位于右側(cè)板下部左右兩側(cè)的矩形槽內(nèi)的內(nèi)絕緣墊片和外絕緣墊片，角位臺臺面嵌入安裝在外絕緣墊片上的矩形槽內(nèi)。它們將傳感器與焊槍隔開，以避免焊接時的高電壓、電流破壞傳感器內(nèi)部的元件。
[0015]進(jìn)一步地，所述左夾持塊的上部沿靠近右側(cè)板的方向傾斜設(shè)置。且其左側(cè)面上有矩形槽以安裝底座，角位采用傾斜安裝以避免在調(diào)整傳感器角度時，角位臺的偏轉(zhuǎn)太大。
[0016]進(jìn)一步地，右側(cè)板右側(cè)下方安裝有用以阻擋焊接時的飛濺和煙霧的下?lián)醢?，所述的下檔板伸向下方的長度可盡量大，以擋住焊接時的飛濺和煙霧，但不能擋住工業(yè)相機(jī)的視線。
[0017]相比現(xiàn)有的主動視覺焊縫跟蹤傳感器相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有:
[0018]采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的絲桿滑臺來加載和移除濾鏡，相比采用直流電機(jī)加齒條的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)可以準(zhǔn)確地控制濾鏡的運(yùn)動，并在到達(dá)目標(biāo)位置后及時讓電機(jī)斷電停轉(zhuǎn)。從而可避免在濾鏡到達(dá)目標(biāo)位置后電機(jī)仍處在通電狀態(tài)而燒壞電機(jī)的情況的發(fā)生。
[0019]采用反射激光的方式將激光射入相機(jī)視場，將激光器傾斜安裝，激光器的頭部遠(yuǎn)離相機(jī)中心線，尾部則靠近相機(jī)中心線。這樣可以使得傳感器的尺寸更小、結(jié)構(gòu)更緊湊。同時在激光器下方設(shè)置反射鏡，可以方便地調(diào)節(jié)激光的射入角度，而不用去移動激光器。
[0020]在傳感器與焊槍的連接處加入可調(diào)角度的角位臺，可以方便地調(diào)節(jié)傳感器整體的角度。角位臺由絲桿驅(qū)動，自鎖性好，一旦調(diào)整到目標(biāo)位置后只要不動旋鈕，其與傳感器相連接的臺面就不會移動。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的右視示意圖。
[0023]圖中:1側(cè)板;2激光器套座;3激光器支架;4激光器;5反射鏡片;6反射鏡支架;7轉(zhuǎn)臺臺面;8手動轉(zhuǎn)臺；9有機(jī)玻璃板；10下板；11微型步進(jìn)電機(jī)；12絲桿滑臺；13絲桿；14濾鏡；15濾鏡支架；16滑臺；17有機(jī)玻璃固定塊；18下?lián)醢澹?9右夾持塊;20左夾持塊;21焊槍;22角位臺臺面;23角位臺；24外絕緣墊片;25內(nèi)絕緣墊片;26角位臺底座;27相機(jī)支架;28散熱片;29后固定板;30工業(yè)相機(jī);31右側(cè)板;32底板。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明為技術(shù)方案進(jìn)行實(shí)施，有詳細(xì)的實(shí)施方式及具體操作過程。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。
[0025]如圖1和圖2所示，一種焊縫跟蹤傳感器結(jié)構(gòu)，包括:支撐和固定內(nèi)
[0026]部各元件的底板32;連接底板32和角位臺23的右側(cè)板31;對內(nèi)部元件起保護(hù)作用的側(cè)彎板1;用來支撐激光器套座2并為其定位的激光器支架3，其上開有一矩形槽來安裝激光器套座2，其下方則安裝于底板32上所開的兩個矩形槽中；用于反射激光的反射鏡片5，安裝在反射鏡支架6上所開的圓形槽中；反射鏡支架6，固定在其下方的手動轉(zhuǎn)臺8的轉(zhuǎn)臺臺面7上，可隨轉(zhuǎn)臺臺面7—起轉(zhuǎn)動;手動轉(zhuǎn)臺8，安裝在底板32上為其開的矩形槽中；帶散熱片(28)的工業(yè)相機(jī)30;用以安裝固定工業(yè)相機(jī)30的相機(jī)支架27，其下部有一個圓形大孔以套住工業(yè)相機(jī)30下部的圓柱段，其上部通過后固定板29來壓緊工業(yè)相機(jī)30，工業(yè)相機(jī)30的兩側(cè)固定在相機(jī)支架27的左右兩側(cè)板上;絲桿滑臺12，其安裝在底板32上的矩形槽內(nèi)；濾鏡14，安裝在濾鏡支架15上;濾鏡支架15，其與濾鏡14相接的部分開有圓形口以透光，其與絲桿滑臺12相連接的部分開有一個條形槽，其使得濾鏡支架15和濾鏡14整體可以沿相機(jī)的光軸方向移動以調(diào)整位置;絲桿滑臺12，其滑臺上有兩個平行于相機(jī)光軸方向分布的螺釘，通過濾鏡支架15上的條形窄槽固定濾鏡支架15;有機(jī)玻璃板9，其呈矩形長條形，左右兩端各設(shè)有一小段伸出部，其中左端伸出部上鉆有一孔;下板10，其右端安裝有一有機(jī)玻璃固定塊17壓住有機(jī)玻璃板9的右端伸出部，下板10左端的伸出部分上鉆有一孔固定有機(jī)玻璃板9的左端伸出部，其中間部分開有兩個矩形口以通過光線；用于連接焊槍的焊槍連接裝置，連接設(shè)置在右側(cè)板31右下側(cè)。
[0027]所述激光器4、工業(yè)相機(jī)30、手動轉(zhuǎn)臺8的底座、絲桿滑臺12的底座以及焊槍21的相對位置固定，都通過底板32上的矩形槽來定位。
[0028]激光器4的中心軸線、工業(yè)相機(jī)30的光軸、反射鏡片5的中心線