一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統技術方案

本發明專利技術公開了一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統。包括固定料倉、搬運機器人系統、焊接機器人系統、智能控制系統、視覺檢測系統和移動料倉；固定料倉設置在上料工位，焊接機器人系統放置在焊接工位，視覺檢測系統設置在檢測工位，移動料倉設置在下料工位，固定料倉用于上料，搬運機器人系統將履帶齒輪盤從固定料倉先搬運到焊接機器人系統處進行焊接，再搬運到視覺檢測系統處進行焊接質量的檢測，最后搬運到移動料倉。本發明專利技術實現了履帶齒輪盤的自動上料、雙機器人協同焊接、焊接質量在線檢測以及成品的分倉碼垛等功能，設備自動化程度高，全程不需要人工干預，焊接質量一致性高。

Automatic welding and visual inspection system for caterpillar gear disk robot

The invention discloses an automatic welding and visual inspection system for a caterpillar gear disk robot. Including fixed bin, handling robot system, welding robot system, intelligent control system, visual inspection system and mobile Bin Bin; fixed set in the feeding station, the welding robot system is placed in the welding station, visual inspection system is arranged in the inspection station, mobile bin arranged in the discharging station, fixed bunker for material handling robot system the track gear wheel from the fixed bin first transported to the welding robot system for welding, and then transported to the visual detection system for detecting the welding quality, finally moving into mobile bin. The invention realizes the track gear disc automatic feeding, double robot welding and welding quality on-line detection and finished products warehouse stacking and other functions, high degree of automation equipment, the whole does not require manual intervention, the welding quality and high consistency.

【技術實現步驟摘要】
一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統
本專利技術涉及一種自動堆焊及質量檢測系統，尤其涉及一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，是用于齒輪盤自動焊接加工及焊后質量檢測的全自動機器人集成裝備。
技術介紹
履帶齒輪盤是大型履帶式工程車輛的關鍵零件，一般作為履帶式行走系的驅動輪使用。履帶齒輪盤的加工質量(加工精度、耐磨損性)直接影響車輛的運動性能。為提高齒輪盤的耐磨性，通常需要在齒形的嚙合處堆焊上一層耐磨金屬材料。目前，企業主要采用熔化極氣體保護焊工藝對齒輪盤的齒形表面實施堆焊。常用的加工方式有兩種，一種是人工手動堆焊，另一種是由焊接機器人和變位機組成的焊接工作站實施自動堆焊。手動堆焊時，工人要將齒輪盤裝夾到專用夾具上，手持焊槍對工件實施焊接操作；自動堆焊時，工人要先將工件裝夾到變位機上，再操作示教器由機器人和變位機對工件實施協同堆焊作業。堆焊作業結束后，必須等工件冷卻下來才能將其從專用夾具或變位機上取下。由于堆焊精度較低，堆焊好的齒輪盤還需由工人對其進行打磨，以確保最終齒形滿足圖紙要求。可見，目前的齒輪盤齒形堆焊方式還存在以下缺陷：1、對于人工手動焊接方式，工件焊接質量不穩定，受人為因素影響大，工人工作環境惡劣，工作強度大；2、對于基于焊接工作站的自動堆焊方式，雖實現了一定程度的自動化，但仍需人工上下料，設備利用率低，產品堆焊質量有一定程度的提高，但仍需打磨；3、最終產品質量依賴人工打磨技巧，受人為因素影響大，而打磨工序工作環境惡劣，招工困難且人力成本高。
技術實現思路
為了解決
技術介紹
中存在的問題，本專利技術提供了一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，可以實現履帶齒輪盤的自動上料、雙機器人協同焊接、焊接質量在線檢測以及成品的分倉碼垛。本專利技術采用的技術方案如下：本專利技術包括固定料倉、搬運機器人系統、焊接機器人系統、智能控制系統、視覺檢測系統和移動料倉；固定料倉、焊接機器人系統、智能控制系統、視覺檢測系統和移動料倉均放置在搬運機器人系統的周圍；固定料倉設置在上料工位，焊接機器人系統放置在焊接工位，視覺檢測系統設置在檢測工位，移動料倉設置在下料工位，智能控制系統分別與焊接機器人系統、智能控制系統、視覺檢測系統和搬運機器人系統連接，控制系統運行。固定料倉用于上料，搬運機器人系統將履帶齒輪盤從固定料倉先搬運到焊接機器人系統處進行焊接，再搬運到視覺檢測系統處進行焊接質量的檢測，最后搬運到移動料倉。所述的固定料倉設置在上料工位，包括氣動控制柜、固定料倉架、夾緊氣缸、夾緊塊、夾緊氣缸座、定位氣缸、工件檢測開關和定位銷；固定料倉架上安裝有主要由夾緊氣缸、夾緊塊、夾緊氣缸座、定位氣缸、工件檢測開關和定位銷組成的工件定位組件，氣動控制柜固定設置在固定料倉架上，氣動控制柜分別連接夾緊氣缸和定位氣缸；工件檢測開關安裝在固定料倉架上的側部，用于檢測固定料倉架上履帶齒輪盤的有無；夾緊氣缸通過夾緊氣缸座安裝于固定料倉架上的一側，夾緊氣缸的氣缸桿端連接夾緊塊，夾緊塊裝夾到履帶齒輪盤的齒面上；定位氣缸安裝在固定料倉架另一側，定位氣缸的氣缸桿端連接用于套裝在履帶齒輪盤上工藝孔中的定位銷，定位銷與履帶齒輪盤上的工藝孔配合。所述的搬運機器人系統包括搬運機器人、搬運機器人控制柜、安裝法蘭、三爪氣缸和夾爪；搬運機器人末端安裝有安裝法蘭，安裝法蘭末端安裝有三爪氣缸，三爪氣缸的氣缸桿端連接有三個用于履帶齒輪盤裝夾的夾爪；搬運機器人控制柜放置在搬運機器人側方，搬運機器人控制柜連接搬運機器人并控制運動。所述的焊接機器人系統設置在焊接工位，包括清槍器、焊接機器人、焊槍、激光尋位傳感器、焊接電源、送絲機和焊接機器人控制柜；焊接機器人末端設置有焊槍和激光尋位傳感器，焊接電源、送絲機、清槍器和焊接機器人控制柜均放置在焊接機器人側方，焊接機器人控制柜連接焊接機器人并控制運動；送絲機通過管道與焊槍連接。所述的視覺檢測系統設置在檢測工位，包括遮光罩、檢測系統支架、滑臺座、滾珠絲杠副、滑臺、工業相機、鏡頭、背光源以及圖像處理軟件；圖像處理軟件設置于智能控制系統上；滑臺座水平固定在檢測系統支架，滑臺通過滾珠絲杠副安裝于滑臺座上，使得滑臺在滑臺座上水平移動；鏡頭和工業相機均安裝在滑臺上，鏡頭和工業相機連接，鏡頭前方設置有背光源，背光源與檢測系統支架固定連接，鏡頭和背光源之間區域為履帶齒輪盤的焊接質量檢測區域；遮光罩設置在檢測系統支架外周圍使得罩內部形成黑箱，并在焊接質量檢測區域下方留有工件進入的開口。所述的移動料倉包括傳感器支架、料倉檢測開關、滑動擋板、料倉底座和墊塊；料倉底座頂面沿周向間隔均布有用于襯墊在履帶齒輪盤工件底面的墊塊，墊塊外周圍設置有用于限位履帶齒輪盤工件下料位置的滑動擋板，兩個對射的料倉檢測開關通過傳感器支架安裝在料倉底座的兩側方。所述的智能控制系統設置有人機界面，用于實現履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統的總控。所述的夾爪末端設置有用于連接履帶齒輪盤內孔壁的彈簧鋼片。所述的移動料倉至少設置兩個，一個移動料倉用于放置檢測合格的齒輪盤，另一個移動料倉用于放置檢測不合格的齒輪盤。本專利技術集成先進焊接工藝、機器人協同焊接技術、智能視覺檢測技術、基于PC的軟PLC控制技術等新技術，針對齒輪盤的焊接加工以及視覺檢測環節，研制高效、高精度、智能化、柔性化的履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統。本專利技術能實現齒輪盤的自動上料、雙機器人協同焊接、焊接質量檢測以及成品的分倉碼垛，系統高度集成化、智能化。本專利技術能夠應用田口方法與灰度關聯分析法研究不同堆焊參數(焊接電流、焊接電壓、焊接速度、送絲速度、保護氣流量、弧長等)對異種金屬多層堆焊質量的影響，優化工件焊接加工的工藝參數及路徑，實現堆焊加工近凈成形，提高了零件焊接加工的生產效率、表面質量和精度。本專利技術的有益效果是：1、本專利技術實現了履帶齒輪盤的自動上料、雙機器人協同焊接、焊接質量在線檢測以及成品的分倉碼垛等功能，設備自動化程度高，全程不需要人工干預，焊接質量一致性高。2、本專利技術配備激光尋位系統和雙機器人協同控制系統，焊接精度高，加工柔性好。焊接過程中先對工件進行激光掃描，根據檢測的信息智能修正機器人運動路徑，然后焊接機器人和搬運機器人協同動作，完成工件堆焊操作。3、本專利技術配備視覺檢測系統，對焊后齒形實施質量檢測，智能化程度高，能保存歷史檢測數據，也能根據齒形檢測結果對工件進行分倉碼垛，若檢測結果異常系統立即報警，待人工處理。附圖說明圖1為本專利技術的結構示意圖；圖2為固定料倉的結構示意圖；圖3為搬運機器人系統的示意圖；圖4為焊接機器人系統的示意圖；圖5為視覺檢測系統的示意圖；圖6為移動料倉的結構示意圖；圖中，固定料倉100、氣動控制柜101、固定料倉架102、夾緊氣缸103、夾緊塊104、夾緊氣缸座105、定位氣缸106、工件檢測開關107、定位銷108；搬運機器人系統200、搬運機器人201、搬運機器人控制柜202、安裝法蘭203、三爪氣缸204、夾爪205、彈簧鋼片206；焊接機器人系統300、清槍器301、焊接機器人302、焊槍303、激光尋位傳感器304、焊接電源305、送絲機306、焊接機器人控制柜307；智能控制系統400；視覺檢測系統500、遮光罩501、檢測系統支架502、滑臺座503、滾珠絲杠副5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，其特征在于：包括固定料倉(100)、搬運機器人系統(200)、焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和移動料倉(600)；固定料倉(100)、焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和移動料倉(600)均放置在搬運機器人系統(200)的周圍；固定料倉(100)設置在上料工位，焊接機器人系統(300)放置在焊接工位，視覺檢測系統(500)設置在檢測工位，移動料倉(600)設置在下料工位，智能控制系統(400)分別與焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和搬運機器人系統(200)連接。

【技術特征摘要】
1.一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，其特征在于：包括固定料倉(100)、搬運機器人系統(200)、焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和移動料倉(600)；固定料倉(100)、焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和移動料倉(600)均放置在搬運機器人系統(200)的周圍；固定料倉(100)設置在上料工位，焊接機器人系統(300)放置在焊接工位，視覺檢測系統(500)設置在檢測工位，移動料倉(600)設置在下料工位，智能控制系統(400)分別與焊接機器人系統(300)、智能控制系統(400)、視覺檢測系統(500)和搬運機器人系統(200)連接。2.根據權利要求1所述的一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，其特征在于：所述的固定料倉(100)包括氣動控制柜(101)、固定料倉架(102)、夾緊氣缸(103)、夾緊塊(104)、夾緊氣缸座(105)、定位氣缸(106)、工件檢測開關(107)和定位銷(108)；固定料倉架(102)上安裝有主要由夾緊氣缸(103)、夾緊塊(104)、夾緊氣缸座(105)、定位氣缸(106)、工件檢測開關(107)和定位銷(108)組成的工件定位組件，氣動控制柜(101)固定設置在固定料倉架(102)上，氣動控制柜(101)分別連接夾緊氣缸(103)和定位氣缸(106)；工件檢測開關(107)安裝在固定料倉架(102)上的側部，用于檢測固定料倉架(102)上履帶齒輪盤的有無；夾緊氣缸(103)通過夾緊氣缸座(105)安裝于固定料倉架(102)上的一側，夾緊氣缸(103)的氣缸桿端連接夾緊塊(104)，夾緊塊(104)裝夾到履帶齒輪盤的齒面上；定位氣缸(106)安裝在固定料倉架(102)另一側，定位氣缸(106)的氣缸桿端連接用于套裝在履帶齒輪盤上工藝孔中的定位銷(108)，定位銷(108)與履帶齒輪盤上的工藝孔配合。3.根據權利要求1所述的一種履帶齒輪盤機器人自動堆焊及視覺檢測系統，其特征在于：所述的搬運機器人系統(200)包括搬運機器人(201)、搬運機器人控制柜(202)、安裝法蘭(203)、三爪氣缸(204)和夾爪(205)；搬運機器人(201)末端安裝有安裝法蘭(203)，安裝法蘭(204)末端安裝有三爪氣缸(204)，三爪氣缸(204)的氣缸桿端連接有三個用于履帶齒輪盤裝夾的夾爪(205)；搬運機器人控制柜(202)放置在搬運機器人(201)側方，搬運機器人控制柜(202)連接搬運機器人(201)并控制運動。4.根據權利要求1所述的一種履帶齒輪盤機器人...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王鄭拓，徐月同，盧江，馬景濤，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33