基于計算機視覺的車身焊接機器人路徑校正裝置的制造方法

【技術領域】

[0001]本實用新型涉及一種基于計算機視覺車身焊接機器人路徑校正裝置，更具體地說，本實用新型涉及一種應用于汽車車身外覆蓋件焊接路徑校正裝置。

【背景技術】

[0002]電阻點焊由于在生產過程中能量高度集中、板材變形小、生產效率較高，因此點焊特別適合于薄壁零件的焊接，在車身焊接中得到廣泛應用。車身點焊機器人在焊接過程中，其焊接路徑是控制程序中設定好的，在控制程序沒有變化情況下是固定不變的。當焊接零部件的卡具由于長時間的應力作用而發生形變，或者焊接零部件在運動過程中發生位移變化時，焊接機器人仍按照原路徑焊接，導致實際焊點位置與理論焊點位置不相符，從而使焊點產生如焊點變形、未焊透、燒穿等缺陷，使焊點強度無法達到理論要求，進而影響整車的焊接質量。車身實際焊點位置的準確程度，不僅直接決定了焊接裝配過程中的制造偏差，同時也決定了汽車最終使用的安全性和可靠性。

[0003]傳統常用的焊點質量檢測方法有破壞性檢測和非破壞性檢測。破壞性檢測是對抽樣的車身進行焊點撕裂，能直觀、全面反映白車身焊點質量，但是效率低，成本高；非破壞性檢測的方法有鑿檢和目視法，能相對及時的反饋焊接質量，以供現場工程師分析判斷問題、調整優化焊接工藝和控制生產流程，具有高效經濟的優點，但是結果受檢測者的主觀性和經驗能力影響較大，不能給出一個客觀的標準。現在超聲波無損檢測儀用于焊點的檢測，工作效率高，檢測結果直觀易分析。但是以上的檢測方法均是在焊點焊接完成之后實施的檢測，即使檢測出焊點質量問題，也無法對焊點進行修改，并且以上方法效率較低、成本高，無法實現在線監測，因此目前白車身點焊工藝迫切需要一種在焊接前能夠進行檢測并進行自動路徑修正的智能化焊接機器人，降低最終焊點的焊接缺陷。

【發明內容】

[0004]本實用新型提供一種基于計算機視覺車身焊接機器人路徑校正裝置，能夠在焊接前能夠進行檢測并進行自動路徑修正，降低最終焊點的焊接缺陷。

[0005]本實用新型采用以下技術方案:

[0006]一種基于計算機視覺的車身焊接機器人路徑校正裝置，包括校正裝置支架、十字導軌總成、攝像機、控制器、激光發射器總成；所述校正裝置支架包括水平設置的矩形框架以及分別垂直固定在矩形框架頂端兩側的左側門字形框架和右側門字形框架，所述激光發射器總成和控制器均固定在校正裝置支架中右側門字形框架的橫桿上，所述十字導軌總成固定于校正裝置支架中右側門字形框架的橫桿下方，攝像機安裝在十字導軌總成的豎桿上。

[0007]所述的一種基于計算機視覺的車身焊接機器人路徑校正裝置，其中，十字導軌總成由一號導軌、一號步進電機、一號滑塊、一號絲杠、二號步進電機、二號滑塊、二號絲杠、二號導軌組成，一號步進電機固定在一號導軌一端，一號絲杠與一號步進電機轉軸相連，一號導軌與一號絲杠平行設置，一號絲杠穿過一號滑塊并通過螺紋嚙合，一號滑塊與一號導軌滑動連接，二號導軌固定在一號滑塊的底部且與一號導軌相垂直，二號絲杠與二號導軌平行設置，二號絲杠穿過二號滑塊并通過螺紋嚙合，二號滑塊與二號導軌滑動連接，二號步進電機固定在二號導軌下端，所述攝像機固定在二號滑塊上。

[0008]所述的一種基于計算機視覺的車身焊接機器人路徑校正裝置，其中，激光發射器總成包括激光發射器基座、激光發射器、一號軸球連桿、二號軸球連桿、夾合片；激光發射器基座將激光發射器總成固定在定位裝置支架上，一號軸球連桿、夾合片與二號軸球連桿構成萬向轉動固定裝置，萬向轉動固定裝置兩端分別與激光發射器基座和激光發射器固定連接。

[0009]所述的一種基于計算機視覺的車身焊接機器人路徑校正裝置，其中，萬向轉動固定裝置的具體結構為:一號軸球連桿的圓球體端放置于夾合片一端的圓孔處，二號軸球連桿的圓球體端放置于夾合片另一端的圓孔處，夾合片將一號軸球連桿和二號軸球連桿夾合后通過螺栓固定。

[0010]與現有技術相比本實用新型的有益效果是:

[0011]1.傳統常用的焊點質量檢測方法有破壞性檢測和非破壞性檢測。破壞性檢測是對抽樣的車身進行焊點撕裂，能直觀、全面反映白車身焊點質量，但是效率低，成本高；非破壞性檢測的方法有鑿檢和目視法，能相對及時的反饋焊接質量，以供現場工程師分析判斷問題、調整優化焊接工藝和控制生產流程，具有高效經濟的優點，但是結果受檢測者的主觀性和經驗能力影響較大，不能給出一個客觀的標準。現在超聲波無損檢測儀用于焊點的檢測，工作效率高，檢測結果直觀易分析。以上的檢測方法均是在焊點焊接完成之后實施的檢測，即使檢測出焊點質量問題，也無法對焊點進行修改，并且以上方法效率較低、成本高，無法實現在線監測，因此目前白車身點焊工藝迫切需要一種在焊接前能夠進行檢測并進行自動路徑修正的智能化焊接機器人，降低最終焊點的焊接缺陷。本實用新型所要解決的技術問題是在焊接前能夠進行檢測并進行自動路徑修正的智能化焊接機器人，降低最終焊點的焊接缺陷，提供一種基于計算機視覺車身焊接機器人路徑校正裝置。

[0012]2.本發明所述的基于計算機視覺車身焊接機器人路徑校正裝置的尺寸可以據汽車車身不同覆蓋件的焊接要求進行調整，視覺檢測攝像機的角度可以實時調整，同時步進電機的運動可以實現變成控制，具有一定的通用性。

[0013]3.本發明所述的基于計算機視覺車身焊接機器人路徑校正裝置中模擬焊接機器人的十字線性導軌采用的是鋁合金，質量輕剛度強度高，減輕了自身的重量，特別適合點焊的高頻打點需要。而本裝置所采用的零部件通用性好，便于維修和更換，本焊接機器人路徑校正裝置造價較低，易于加工制造，具有工藝性好，成本低廉，操作簡單的特點。

【附圖說明】

[0014]下面結合附圖對本實用新型作進一步的說明:

[0015]圖1是本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置所要檢測的車門軸測投影視圖；

[0016]圖2是本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置結構組成的軸測投影視圖；

[0017]圖3是本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置結構組成的俯視圖；

[0018]圖4是本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置中所采用的十字導軌總成的正視圖和側視圖；

[0019]圖5是本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置所采用的激光發射器總成結構組成的軸測投影視圖；

[0020]圖6是圖2中A處的4:1局部放大圖；

[0021]圖7是圖2中B處的4:1局部放大圖。

[0022]圖中:1.校正裝置支架，I1.十字導軌總成，II1.攝像裝置，IV.控制器，V.激光發射器總成，1.一號型材桿件、2.二號型材桿件、3.三號型材桿件、4.四號型材桿件、5.五號型材桿件、6.六號型材桿件、7.七號型材桿件、8.八號型材桿件、9.九號型材桿件、10.十號型材桿件、11.激光發射器基座、12.—號軸球連桿、13.二號軸球連桿、14.夾合片、15.激光發射器套、16.激光發射器、17.—號導軌、18.—號步進電機、19.一號滑塊、20.—號絲杠、21.二號步進電機、22.二號滑塊、23.二號絲杠、24.二號導軌。

【具體實施方式】

[0023]下面結合附圖對本實用新型作詳細的描述:

[0024]參閱圖2和圖3，本實用新型所述的車身焊接機器人路徑校正裝置主要由校正裝置支架1、十字導軌總成I1、攝像裝置II1、控制器IV、激光發射器總成V組成。

[0025]激光發射器總成V和控制器IV均安裝在校正裝置支架I中九號型材桿件9的上端，十字導軌總成II固定于校正裝置支架I中九號型材桿件9下方，攝像裝置III的兩個攝像機固定在十字導軌總成II的二號滑塊22兩端，攝像機與二號滑塊22之間是齒嚙合，可以轉動攝像機并將其定位在某個角度上。

[0026]參閱圖3，所述的校正裝置支架I包括一號型材桿件1、二號型材桿件2、三號型材桿件3、四號型材桿件4、五號型材桿件5、六號型材桿件6、七號型材桿件7、八號型材桿件8、九號型材桿件9、十號型材桿件10和16個結構相同的角鐵件。

[0027]本實用新型中的一號型材桿件1、二號型材桿件2、三號型材桿件3、四號型材桿件4、五號型材桿件5、六號型材桿件6、七號型材桿件7、八號型材桿件8、九號型材桿件9、十號型材桿件10均采用橫截面為30X30的鋁合金型材制成，橫截面為30X30的鋁合金型材四周側面的中間處沿縱向均設置有貫通的T形凹槽，用于相關型材桿件之間的連接。型材桿件之間的連接采用標準件即均采用型號為BET-SB3030-8的角鐵件與標準件螺栓連接，即角鐵件為直角形狀的對稱結構件。實施例中各型材桿件均采用GB\T6892-2006，型號為

001.08.3030 的型材。

[0028]參閱圖3，一號型材桿件I 一端與三號型材桿件3的一端通過第一個角鐵件垂直連接成L形連接件，二號型材桿件2的一端與四號型材桿件4的一端通過第二個角鐵件垂直連接成L形連接件，一號型材桿件I的另一端與四號型材桿件4的另一端通過第三個角鐵件垂直螺栓連接，二號型材桿件2的另一端與三號型材桿件3的另一端通過第四個角鐵件垂直螺栓連接，即I型材桿件1、三號型材桿件3、二號型材桿件2、四號型材桿件4首尾依次連接成四個桿件在同一個水平面內的矩形框架；五號型材桿件5與六號型材桿件6的下端采用第5個到第8個角鐵件分別和二號型材桿件2與一號型材桿件I左端的外側螺栓連接，七號型材桿件7與八號型材桿件8的下端采用第9個到第12個角鐵件分別和二號型材桿件2與一號型材桿件I右端的外側螺栓連接，七號型材桿件7上端的內側與九號型材桿件9的一端采用第13個角鐵件垂直螺栓連接，九號型材桿件9的另一端采用第14個角鐵件與八號型材桿件8上端的內側垂直螺栓連接，組成右側“門”字形框架，十號型材桿件10的頂端米用第15個和第16個角鐵件分別與五號型材桿件5和六號型材桿件6垂直螺栓連接，組成左側“門”字形框架。

[0029]參閱圖5，所述的激光發射器總成V包括激光發射器基座11、激光發射器16、一號軸球連桿12、二號軸球連桿13、夾合片14和激光發射器套15。

[0030]激光發射器16采用型號

總結

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