光学传感焊缝跟踪控制方法也成为视觉传感焊缝跟踪方式。根据视觉图像处理结果,控制焊枪位置和焊接参数,调节电弧与焊缝的偏差,达到消除电弧与焊缝偏差的目的,实现了中冷器焊缝的精准跟踪。利用光学检测焊缝的位置,具有非接触、信息量大、检测精度高、动态响应快、抗干扰能力强的特点,可适用于各种坡口检测的优点。
在视觉焊缝跟踪系统中,根据是否采用光源分为主动光视觉跟踪系统和被动光视觉跟踪系统。 以普通光或者弧光为光源的都属于被动光视觉跟踪系统,主动光视觉跟踪系统一般都使用具有特定结构的光源,如卤钨灯、激光二极管等。本文研究的机器人焊接工作站中,所用的焊缝跟踪方式属于主动光视觉跟踪中的激光焊缝跟踪。
1.激光三角测量原理
激光跟踪技术基于光学三角测量原理,三角测量是一种提取几何信息的手段,提供了一种确定漫反射表面位置的非接触测量方法。小功率激光器产生的光点投射到漫反射表面上,漫反射光透过带有过滤功能的透镜在CCD(光学敏感元器件)上成像。如果检测面在与激光平行的方向上有一定的位移,移动的光点在CCD上所成的像也会产生偏移,根据偏移可以确定出漫反射点的位置。
2.焊缝轨迹修正方法
焊缝轨迹跟踪修正过程如下:
(1)焊接一批中冷器前按焊缝轨迹编程试教机器人焊枪轨迹;
(2)激光传感器未检测到焊接起点时,沿示教轨迹搜索;
(3)检测到焊缝初始点后,开始采集焊缝数据,但焊枪未达到焊接原点,此时焊枪可以进行预调整;
(4)焊枪到达焊缝初始点开始焊接,调用系统存储的焊道信息,实时调整焊枪水平与垂直高度;
(5)寻找到焊接结束点时,传感器停止数据采集,焊枪继续按修正轨迹运动;
(6)焊枪到达焊缝终点,结束焊接过程和修正过程。
为实现轨迹修正,传感器应超前安装在焊枪前方。传感器本体到待焊工件的工件取决于激光传感器型号,当焊枪处于焊缝上方正确位置时,焊缝接近激光条纹中心,这样使得摄像机处于*佳观测位胃。
3.激光焊缝跟踪系统得组成
激光传感器与主控制板相连接,由传感器主控板提供安全电能。主控板对激光头提供抗电磁干扰保护并起到调节激光源电流的作用。激光跟踪系统的控制器配备标准以太网接口,可以直接接入机器控制网络。激光焊缝跟踪系统与-块彩 色触摸屏连接,通过触摸屏可以方便进行系统参数设置与系统故障诊断。
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