一种多品种筛网的智能焊接系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车生产技术领域，尤其是涉及一种多品种筛网的智能焊接系统。


背景技术：

2.选矿用的筛网是各种矿石原料筛选的主要工具，针对不同的要求使用不同规格的筛网。筛网按照网孔大，钢丝直径(决定筛网的强度)以及筛网外形长宽进行区分，常用规格如：直径6mm
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20mm，网孔大小16mm
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50mm，长度1000mm
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3600mm，宽度：800mm
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1200mm，其组合的规格非常多。
3.现有生产工艺，大多采用人工焊接。工人劳动强度大，效率低在夏季高热和冬季严寒天气下作业困难。由于存在职业危害，招工难的情况下，生产厂家难以提高产能。部分工艺采用工装进行焊接，但没有所生产品种规格及柔性化不佳。部分工艺设备采用特殊工装实现了多品种生产，但还不具备智能性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多品种筛网的智能焊接系统，新技术引入智能识别焊点，机器人技术的综合集成。将更好地解决替代人工，多规格品种焊接质量，生产设备的适应性稳定性，以实现技术的升级。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种多品种筛网的智能焊接系统，包括用于实现多品种筛网的模块化夹紧装置、用于根据定位进行焊接操作的机器人焊接子系统和用于识别焊接点并进行定位的2d视觉子系统，所述模块化夹紧装置包括回字形结构框架，所述回字形结构框架上一端设有用于作为筛网料条的托块，另一端设有固定定位块，所述回字形结构框架上设有多个活动夹紧以及活动背景板机构，所述回字形结构框架上左右两侧还分别设有多个可调式定位机构和压杆及锁紧机构。
7.进一步地，所述的2d视觉子系统包括用于照射被测物的光源、用于处理图像数据的工业计算机和用于采集被测物图像数据的ccd工业千兆相机，所述ccd工业千兆相机与所述工业计算机相连接。
8.进一步地，所述的机器人焊接子系统包括焊机机器人和与其相连接的操作盒，所述操作盒还与所述工业计算机相连接。
9.进一步地，所述的活动夹紧设置于所述回字形结构框架上位于所述托块和所述固定定位块之间位置处。
10.进一步地，所述活动背景板机构垂直设置于所述回字形结构框架上，位于筛网下方。
11.进一步地，所述的压杆及锁紧机构包括用于以手动方式为焊接时提供夹紧力防止焊接变形的门栓式锁扣。
12.进一步地，所述的压杆及锁紧机构包括用于以自动方式为焊接时提供夹紧力防止焊接变形的液压缸。
13.进一步地，所述的可调式定位机构包括定位板，采用滑槽方式设置于所述回字形结构框架上。
14.进一步地，所述的定位板上设有用于辅助筛网宽度定位的刻度线。
15.进一步地，所述的回字形结构框架采用焊接或积木拼块式型材制成的回字形结构框架。
16.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
17.1)本实用新型采用模块化设计，机械结构可以适应多品种规格的焊接需求，通过配置也可以满足不同自动化生产率。
18.2)本实用新型设计了相机引导路径规划和机器人自动焊接的组合，机器人代替人工焊接，相机自动识别焊点位置,智能引导准确，解决了人工焊接质量及焊接速度问题.
19.3)本实用新型结构简单、焊接质量与效率提高，制造成本低，对焊接技术人员要求降低。
20.4)本实用新型柔性高，适应多种规格网焊接，有较高的可靠性和实用性。
21.5)本实用新型中相机与焊枪，有一定夹角，有利于减小焊接过程中的烟尘及飞溅对相机造成镜头污染。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统中的模块化夹紧装置的整体结构示意图；
24.图2为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统中的模块化夹紧装置的实际运行示意图；
25.图3为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统单工装布局的示意图；
26.图4为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统双工装布局的示意图；
27.图5为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统多工装循环布局的示意图；
28.图6为本实用新型多品种筛网的智能焊接系统中2d视觉子系统的结构图；
29.图中，1为回字形结构框架，2为托块，3为固定定位块，4为活动夹紧，5为活动背景板机构，6为定位板，7为门栓式锁扣，8为垫片，9为液压缸，10为光源，11为凹槽，12为被测物，13为ccd工业千兆相机，14为工业计算机。
具体实施方式
30.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所
获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.一、实施例总体技术方案
37.本实用新型整个系统由1.模块化夹紧装置，2.步进式生产工艺，3.智能机器人焊接系统，4.2d视觉系统，5.上位机系统组成。
38.1、模块化夹紧装置
39.1)、框架底板
40.底框底板提供焊接工件铺排支撑及其他功能模块的安装结构；
41.采用焊接或积木拼块式型材，组成多段回字形结构；可更换铜条作为筛网料条的托块2；框架左右侧设置定位机构的安装座；框架前面设置固定定位块3，后部设置活动夹紧4；框架垂直下方(筛网下方)设置活动背景板机构5；
42.活动背景板机构5采用摇杆滑块机构，主要结构有导杆，直线轴承，摇杆等。可采用手动和自动操控方式：手动方式设置为单侧可操作摇杆，自动方式采用电机驱动的曲柄摇杆机构，行进多个位置，循环切换。
43.2)、可调式定位机构
44.侧向定位，底框底板的上平面两侧边，分别设置若干独立定位板6，采用滑槽，并刻有宽度刻线，根据焊接筛网宽度，调整对应刻线；一侧定位后，另一侧微调后用锁紧螺栓锁紧；
45.3)、压杆及锁紧机构
46.压杆及锁紧为焊接时提供足够的夹紧力防止焊接变形。有自动和手动2种方式；手
动压紧采用门栓式锁扣7结合行程快速调节，通过更换垫片8，适应不同筛网丝径，提供稳定夹紧力。结构示意如图1。自动方式采用液压缸9驱动，采用压力控制回路，提供稳定的压力值，并借助液压的自补偿作用适应不同筛网丝径。
47.结构上，只需替换门栓式锁扣为液压缸，及压杆杆端连接头，并增加液压回路即可。2种方式在整个系统中具有互换性。
48.后部设置的活动夹紧，可以沿边框移动，对筛网悬出部分进行夹紧，减少焊接变形；
49.2、步进式生产工艺布局
50.工件随夹紧装置一起，进入工作位，行走轮滑入凹槽11。背景板移至工件正下方，启动机器人，视觉系统开始识别筛网交叉处焊点；识别完成后，移开背景板，再次启动；机器人自动规划路径，协调焊机进行焊接；夹紧装置步进一幅网格距离，进入下一幅焊接，循环直至整张筛网焊接完成。将夹紧装置退回到起始点，打开夹紧压杆，将筛网翻面，按照前述顺序进行反面的焊接。以上结构示意见图2所示。
51.夹紧装置与机器人焊接系统有多种配置方式：a.单工装布局，一机器人一套夹具装置；b.双工装布局，一机器人二套夹紧装置；c.多工装循环布局，一套机器人多套夹紧装置循环配置；a、b、c三种配置，分别适用于高中低网孔密集程度的筛网焊接；以提高机器人连续工作时间；系统配置布局见图3、图4和图5所示。
52.3、机器人自动焊接系统
53.硬件：1.机器人及焊机；2.操作盒
54.软件：
55.a)、机器人示教程序，采用寻址方式简化程序，提高可读性；
56.b)、机器人视觉后台程序，实现与相机软件通讯接收视觉软件处理完的，多点位数据；放置在机器人存储区；机器人取用相机识别焊接点，自动引导机器人跟据多路径规划焊接。实现自动无人焊接，机器人程序采用寻址方式简化引导程序可读性及实用性。
57.4、2d视觉系统，如图6所示。
58.硬件：1.ccd工业千兆相机13；2.工业计算机14；3.光源10
59.软件：采用roi快速模版匹配，识别焊点；用多roi方式拼接后脚本运算使相机视野中识别数量达到300多点焊接点；
60.采用blob分析屏蔽已焊过点，提高焊接效率；减少重复焊接；
61.单相机多点位存储，同时引导焊接；相机单次取图完成后存储于上位机软件，待多次拍照完成后，机器人取用引导焊接点进行焊接，提高焊接效率；
62.5、上位机系统
63.上位机编著写ui界面用来设置，多型号选择；可进行柔性化生产；按钮采用参数化设置灵活使用；
64.提供语音提示报警功能；提示故障信息及操作提示；
65.上位机与机器人采用tcp/ip方式；机器人与2d相机采用tcp/ip方式通讯；
66.二、改进之处：
67.(1)门栓式快夹结合压紧行程的快速调节，减少了手动调节夹紧器不同行程的调节，或者压力控制的压紧机构，实现了对不同丝径筛网料件的压紧功能；
68.(2)采用模块化的不同配置及布局，适应不同规模不同规格的生产；
69.(3)采用2d相机，通过算法自动识别焊接位置；
70.(4)多点焊点引导机器人自动焊接；
71.(5)规划多路径，引导机器人，对已焊点自动识别，屏蔽已焊点。
72.三、工作原理：
73.模块化夹紧装置通过快速调节(手动)自适应(液压压力控制)，实现多品种筛网的装夹定位。步进式进给，移动夹紧装置将筛网的各个部分顺次移入到机器人工作区域，由机器人和视觉系统协调工作自动完成筛网焊接。
74.在上位机选择不同型号产品，发送给机器人，机器人持2d相机，通过机器人移动不同位置获取工位不同位置图像；相机软件通过上位机选择的型号获取相对应图像分析数据给出不同焊接位置相对坐标，保存在相机软件中；机器人拍照结束后；按照焊接顺序向相机软件发出请求获取需焊接坐标点；进行区域引导焊接；区域焊接完成再次请求数据焊接直至焊接完成。
75.上位机带有语音播报功能，可通过表格设置不同文本转换成语音；接收机器人发送来的数据对应不同播报不同语音，提示操作步骤及故障报警信息。
76.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。