本發(fā)明涉及汽車零部件焊點(diǎn)檢測，具體是一種自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

1、目前，焊點(diǎn)質(zhì)量檢測方法主要包括有損檢測和無損檢測兩種。有損檢測是一種機(jī)械性破壞檢測方法，需要對焊點(diǎn)進(jìn)行機(jī)械性破壞。根據(jù)斷裂面的材料特征進(jìn)行缺陷檢測。這種檢測只能采取抽查式檢測，人工檢測耗時長而且具有破壞性。無損檢測主要為超聲波檢測。超聲波具有很強(qiáng)的穿透力，在上下界面邊緣都會產(chǎn)生反射波，通過比較反射的波形的特點(diǎn)來判斷焊點(diǎn)是否有缺陷，分析確定缺陷的性質(zhì)、位置和大小來實(shí)現(xiàn)檢測；由于超聲檢測需要涂覆耦合劑；耦合劑的涂覆工序復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)機(jī)器人夾持探頭進(jìn)行自動檢測。

2、由于汽車零部件焊點(diǎn)眾多，如果依靠人工判斷，效率非常低下；如果依靠自動化檢測，如何實(shí)現(xiàn)機(jī)器人對耦合劑的準(zhǔn)確涂覆以及機(jī)器人探頭的檢測，是我們所要解決的技術(shù)問題，為此，我們提出一種自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測裝置及檢測方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測裝置及檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測裝置，包括協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)，所述協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)包括底座，所述底座頂端安裝有伺服電缸，所述底座位于伺服電缸的兩端分別安裝有第一行程開關(guān)和第二行程開關(guān)，所述底座位于第二行程開關(guān)處安裝有電缸零位傳感器；所述伺服電缸驅(qū)動有協(xié)作機(jī)器人，所述協(xié)作機(jī)器人的底部安裝有耦合劑供液泵，所述協(xié)作機(jī)器人末端執(zhí)行器的法蘭上安裝有超聲波探頭、伸縮氣缸和視覺相機(jī)，所述協(xié)作機(jī)器人位于視覺相機(jī)處安裝有相機(jī)光源，所述伸縮氣缸驅(qū)動有耦合劑供液管，所述耦合劑供液管一端與耦合劑供液泵連接。

3、優(yōu)選的，還包括雪橇定位機(jī)構(gòu)、第一側(cè)圍工裝夾具和第二側(cè)圍工裝夾具，所述第一側(cè)圍工裝夾具和第二側(cè)圍工裝夾具分別位于雪橇定位機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，所述協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)共設(shè)置有兩個，兩個所述協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)對稱分布在雪橇定位機(jī)構(gòu)的兩側(cè)，其中一個所述協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)位于雪橇定位機(jī)構(gòu)和第一側(cè)圍工裝夾具之間，兩一個所述協(xié)作機(jī)器人機(jī)構(gòu)位于雪橇定位機(jī)構(gòu)和第二側(cè)圍工裝夾具之間。

4、優(yōu)選的，所述雪橇定位機(jī)構(gòu)包括底架、氣缸架和雪橇；所述雪橇頂部安裝有多個定位銷架；所述底架頂端安裝有與雪橇配合的滾輪，所述底架的兩側(cè)均安裝有與雪橇配合的導(dǎo)向輪；所述底架的兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個氣缸架，兩個所述氣缸架頂部分別安裝有與定位銷架配合的第一夾持氣缸和第二夾持氣缸，兩個所述氣缸架頂部分別安裝有第一接近開關(guān)和第二接近開關(guān)。

5、優(yōu)選的，所述底架一端的中部安裝有第八光電傳感器和第九光電傳感器，所述底架另一端的一側(cè)依次安裝有第一光電傳感器、第二光電傳感器、第三光電傳感器、第四光電傳感器和第五光電傳感器，所述底架另一側(cè)安裝有與第二光電傳感器對應(yīng)的第七光電傳感器；所述雪橇一側(cè)安裝有第六光電傳感器，所述雪橇的兩端均開設(shè)有通孔。

6、優(yōu)選的，所述第一側(cè)圍工裝夾具和第二側(cè)圍工裝夾具均包括工裝架，所述工裝架底部安裝有多個底部限位支撐架，所述工裝架中部安裝有多個中部限位支撐架，所述工裝架頂部安裝有多個頂部限位支撐架。

7、優(yōu)選的，所述工裝架一端安裝有第一定位銷、第一夾緊氣缸和第二夾緊氣缸，所述工裝架另一端安裝有第四夾緊氣缸、第五夾緊氣缸、第六夾緊氣缸、第七夾緊氣缸和第八夾緊氣缸，工裝架位于第四夾緊氣缸處安裝有第十二光電傳感器，工裝架位于第六夾緊氣缸處安裝有第十三光電傳感器；所述工裝架中部安裝有第三夾緊氣缸、第二定位銷、第三定位銷、第十一光電傳感器、第四定位銷和第五定位銷，所述工裝架位于第三定位銷下方安裝有第十光電傳感器。

8、優(yōu)選的，還包括plc控制柜、協(xié)作機(jī)器人控制柜、視覺工控機(jī)、超聲波工控機(jī)和超聲波收發(fā)模塊，所述協(xié)作機(jī)器人控制柜由機(jī)器人控制柜本體和示教器組成，協(xié)作機(jī)器人控制柜與電協(xié)作機(jī)器人連接，所述協(xié)作機(jī)器人控制柜與視覺工控機(jī)電連接，視覺工控機(jī)與視覺相機(jī)電連接，超聲波工控機(jī)和超聲波收發(fā)模塊電連接，超聲波收發(fā)模塊和超聲波探頭電連接，所述plc控制柜分別與伺服電缸、協(xié)作機(jī)器人控制柜、超聲波工控機(jī)、耦合劑供液泵電連接，所述視覺相機(jī)采用2d視覺相機(jī)。

9、一種自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測方法，使用了所述的自動化機(jī)器人焊點(diǎn)自動檢測裝置；包括以下步驟：

10、s1、plc控制柜開啟設(shè)備自動運(yùn)行；

11、s2、協(xié)作機(jī)器人帶動2d視覺相機(jī)移動到接近待檢測焊點(diǎn)的基準(zhǔn)位置；

12、s3、視覺工控機(jī)控制2d視覺相機(jī)對焊點(diǎn)進(jìn)行拍照并生成數(shù)字圖像信息；

13、s4、2d視覺相機(jī)拍照完成后，將焊點(diǎn)數(shù)字圖像信息傳輸給視覺工控機(jī)；

14、s5、視覺工控機(jī)根據(jù)焊點(diǎn)數(shù)字圖像信息計算焊點(diǎn)位置偏差，并將偏差值發(fā)送給協(xié)作機(jī)器人控制柜；

15、s6、協(xié)作機(jī)器人帶動耦合劑供液管移動到貼近焊點(diǎn)的位置；

16、s7、耦合劑供液泵和耦合劑供液管將耦合劑擠出涂抹到焊點(diǎn)表面；

17、s8、協(xié)作機(jī)器人控制柜根據(jù)視覺工控機(jī)反饋的位置偏差值，控制協(xié)作機(jī)器人帶動超聲波探頭移動到焊點(diǎn)的精確位置；

18、s9、超聲波工控機(jī)發(fā)射超聲波信號，通過超聲波探頭作用到焊點(diǎn)上；

19、s10、待檢測焊點(diǎn)反射超聲波信號，超聲波探頭接收反射信號后，通過超聲波收發(fā)模塊將微弱的超聲波信號進(jìn)行過濾并放大，再傳輸給超聲波工控機(jī)；

20、s11、超聲波工控機(jī)對超聲波回波信號進(jìn)行處理計算，并輸出被測焊點(diǎn)質(zhì)量信息；

21、s12、執(zhí)行完上述步驟后，循環(huán)s2-s11對下一個待測焊點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量檢測。

22、優(yōu)選的，所述視覺工控機(jī)通過對待檢測焊點(diǎn)的數(shù)字圖像信息進(jìn)行處理，計算超聲波探頭與待檢測焊點(diǎn)的距離δl；包括：對數(shù)字圖像進(jìn)行感興趣區(qū)域提取、去噪、邊緣檢測、圓輪廓擬合處理，得到待檢測焊點(diǎn)圓輪廓的中心點(diǎn)位置；進(jìn)行從像素坐標(biāo)系到協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，得到中心點(diǎn)在協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；根據(jù)超聲波探頭在協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)計算超聲波探頭與待測焊點(diǎn)中心點(diǎn)的距離即可得到δl。

23、優(yōu)選的，在圖像處理中，從被處理的圖像中以方框、圓、橢圓、不規(guī)則多邊形的方式勾勒出需要處理的區(qū)域，稱為感興趣區(qū)域提取，以圓輪廓的中心點(diǎn)位置作為待檢測焊點(diǎn)的位置，并進(jìn)行從像素坐標(biāo)系到協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，得到中心點(diǎn)在協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；由于經(jīng)圖像處理得到的中心點(diǎn)位置只是中心點(diǎn)在圖像中的相對位置，因此通過坐標(biāo)變換求出中心點(diǎn)在協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于協(xié)作機(jī)器人底座中心，包含六個自由度，三個是沿三個坐標(biāo)軸平移的自由度，三個繞是三個坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的自由度；根據(jù)超聲波探頭在協(xié)作機(jī)器人坐標(biāo)系中的坐標(biāo)求其與中心點(diǎn)的距離；

24、超聲波工控機(jī)通過對超聲波回波信號進(jìn)行處理，評價被檢測焊點(diǎn)的質(zhì)量；包括：超聲波工控機(jī)提取被檢測焊點(diǎn)的超聲波回波信號的特征參數(shù)，與此焊點(diǎn)的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行比較，確定待檢測焊點(diǎn)的質(zhì)量；焊點(diǎn)的設(shè)計參數(shù)包含：焊核直徑、壓痕深度、焊接后的板厚。

25、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

26、1、協(xié)作機(jī)器人控制柜與視覺工控機(jī)電連接，視覺工控機(jī)與2d視覺相機(jī)電連接，2d視覺相機(jī)安裝在協(xié)作機(jī)器人末端執(zhí)行器的法蘭上；視覺工控機(jī)控制2d視覺相機(jī)對焊點(diǎn)進(jìn)行拍照，2d視覺相機(jī)將焊點(diǎn)照片傳輸給視覺工控機(jī)，視覺工控機(jī)根據(jù)拍照結(jié)果計算焊點(diǎn)位置偏差，并將偏差值反饋給協(xié)作機(jī)器人控制柜，從而引導(dǎo)協(xié)作機(jī)器人末端到達(dá)精確位置；解決了現(xiàn)有技術(shù)中焊點(diǎn)位置較多，沒辦法精確確定焊點(diǎn)位置，從而沒辦法涂抹耦合劑的問題。

27、2、在圖像處理中，從被處理的圖像中以方框、圓、橢圓、不規(guī)則多邊形的方式勾勒出需要處理的區(qū)域，稱為感興趣區(qū)域提取，在感興趣區(qū)域中進(jìn)行處理可以減少處理時間，提高處理精度。