【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及焊接機器人，具體為一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統和方法。
技術介紹
1、焊接機器人是從事焊接（包括切割與噴涂）的工業機器人。根據國際標準化組織工業機器人屬于標準焊接機器人的定義，工業機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機，具有三個或更多可編程的軸，用于工業自動化領域。為了適應不同的用途，機器人最后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執行器。焊接機器人就是在工業機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊（割）槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴涂。
2、在對一些小直徑管道焊接時，小直徑管道由于曲率較大，焊接位置變化幅度較大，對自動焊接造成更大的影響，更易產生未熔合、氣孔等缺陷，對打底焊的要求更高，且焊接完成后通過檢測才能發現缺陷，嚴重影響焊接效率和焊接質量，不能實時反饋缺陷位置和類型，并且焊接返修需要清除缺陷位置的焊縫，浪費了焊材和焊接效率，增加焊接成本，特別是根部的未熔合缺陷，需要清理缺陷位置整個壁厚的焊縫，清理完的管道內壁還會存在毛刺和飛邊，易產生二次缺陷。
技術實現思路
1、本專利技術技術方案針對現有技術解決方案過于單一的技術問題，提供了顯著不同于現有技術的解決方案，具體地本專利技術的目的在于提供一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統和方法，以解決上述
技術介紹
提出小直徑管道由于曲率較大，焊接位置變化幅度較大，對自動焊接造成更大的影響，更易產生未熔合、氣孔等缺陷，對打底焊的要求更高，且焊接完成后通過檢測才能發現缺陷，嚴重影響焊接效率和
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，所述系統包括：
3、焊接機器人，包括管道、移動裝置、焊接設施和焊接總控系統，所述移動裝置設置在管道上，所述移動裝置包括移動小車和磁吸式萬向輪，所述磁吸式萬向輪設置在移動小車下方的四個角落，所述移動小車上設置有焊接設施，所述焊接設施包括夾具、焊槍、氣瓶和焊接電源，所述夾具固定設置在移動小車上，所述焊槍固定設置在夾具上，所述氣瓶與焊槍之間通過軟管連接，所述焊接電源與焊槍之間設置為電性連接。
4、進一步的，所述系統還包括焊縫掃描裝置，所述焊縫掃描裝置設置在所述移動小車上，且焊縫掃描裝置包括第一裝置支架和焊縫掃描探頭，所述焊縫掃描探頭可根據焊縫高度進行伸縮，且焊縫掃描探頭用于采集焊接過程中的熔池圖像。
5、進一步的，所述系統還包括焊前掃描裝置，所述焊前掃描裝置設置在所述移動小車上，所述焊前掃描裝置包括第二裝置支架和360°旋轉檢測探頭，所述360°旋轉檢測探頭用于采集坡口表面圖像。
6、進一步的，所述氣瓶上設置有氣體流量和成分檢測裝置，所述氣體流量和成分檢測裝置用于檢測保護氣體的成分和流量。
7、進一步的，所述系統還包括激光掃描檢測裝置，所述激光掃描檢測裝置設置在所述移動小車上，所述激光掃描檢測裝置包括第三支架和激光掃描探頭，所述激光掃描探頭用于掃描管道坡口及焊接區域組成的焊道模型。
8、一種基于視覺感知的管道全位置焊接方法，包括以下步驟：
9、s1.在焊接總控系統中積累對應尺寸管道機器人焊接的工藝數據庫；
10、s2.通過焊接總控系統控制焊前掃描裝置移動到管道坡口附近，利用360°旋轉檢測探頭采集坡口表面圖像，再通過360°旋轉檢測探頭端部彎曲采集管道端部內壁的圖像；
11、s3.焊前掃描裝置將采集的圖像傳輸給焊接總控系統，結合人工，判斷出坡口表面和管道端部內壁質量，若有毛刺、缺口和飛邊等缺陷，則進行人工清理，若無，則進行下一步；
12、s4.再通過焊接總控系統控制移動小車在管道上移動，利用焊前掃描裝置采集管道每個位置的坡口和管道內壁圖像，直至每個位置的毛刺、缺口和飛邊等缺陷都清理干凈；
13、s5.先利用人工對管道端口進行組對點焊固定，并將點焊位置打磨圓滑過渡，同時通過激光掃描檢測裝置對整個焊道進行掃描；
14、s6.利用焊接總控系統控制氣瓶進行試氣，并通過氣體流量和成分檢測裝置檢測氣瓶中的氣體能否滿足焊接要求，若不滿足則進行更換；
15、s7.準備工作結束后，通過焊接總控系統控制焊接電源、移動小車、氣瓶、焊前掃描裝置和焊縫掃描裝置開啟，焊接總控系統調用積累的管道機器人焊接工藝，并對焊接電源進行調節使之輸出對應的焊接電流和電壓，焊接總控系統再控制移動小車的行進速度；
16、s8.焊前掃描裝置采集焊接過程中的熔池圖像，并傳輸給焊接總控系統，焊縫掃描裝置采集焊接完成后焊縫的圖像傳輸給焊接總控系統，焊接總控系統通過圖像提取圖像數據結合人工分析，分析找出焊縫的缺陷，實現定位；
17、s9.移動小車沿管道運動一周，沿原路返回起點，在移動小車返回起點過程中，焊縫掃描裝置再次對焊縫進行掃描和缺陷確認，找到焊縫缺陷后，焊接總控系統控制所有系統停止工作，等待進行人工返修，返修結束后，焊接總控系統控制所有設備再次按照焊接工藝繼續焊接，直到完成全部焊接。
18、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：
19、本專利技術設置移動小車以及底部的磁吸式萬向輪，能夠根據管道的曲率，調整移動小車的曲率，確保移動小車與管道近似平行，便于焊槍焊接和掃描裝置采集數據；
20、本專利技術設置焊前掃描裝置，利用360°旋轉檢測探頭采集坡口表面圖像，再通過360°旋轉檢測探頭端部彎曲采集管道端部內壁的圖像，判斷出坡口表面和管道端部內壁質量，若有毛刺、缺口和飛邊等缺陷，則進行人工清理，若無，則進行下一步，從而消除了管道坡口及管端內壁處因加工和打磨產生的細微缺陷，降低產生未熔合缺陷的概率；
21、本專利技術設置氣體流量和成分檢測裝置，利用焊接總控系統控制氣瓶進行試氣，加強了對氣瓶輸出氣體的檢測，減少產生氣孔缺陷的概率；
22、本專利技術設置激光掃描檢測裝置，激光掃描檢測裝置對整個焊道進行掃描，并在焊接總控系統中建立由管道坡口及焊接區域組成的焊道模型，每焊接一層后，激光掃描檢測裝置再次對整個焊道進行掃描檢測，根據掃描檢測數據，焊道模型中填充一條焊道，焊接總控系統根據剩余焊接區域進行實時焊道排布調整和焊接工藝調整，從而減少未熔合、未焊透等缺陷，提高焊接質量；
23、綜上所述，本專利技術實現實時焊接、實時分析、實時檢測、及時返修，提高了焊接效率和質量。
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1.一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于，所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于，所述系統還包括焊縫掃描裝置（4），所述焊縫掃描裝置（4）設置在所述移動小車（2）上，且焊縫掃描裝置（4）包括第一裝置支架和焊縫掃描探頭（9），所述焊縫掃描探頭（9）可根據焊縫高度進行伸縮，且焊縫掃描探頭（9）用于采集焊接過程中的熔池圖像。
3.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于：所述系統還包括焊前掃描裝置（7），所述焊前掃描裝置（7）設置在所述移動小車（2）上，所述焊前掃描裝置（7）包括第二裝置支架和360°旋轉檢測探頭（8），所述360°旋轉檢測探頭（8）用于采集坡口表面圖像。
4.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于：所述氣瓶（10）上設置有氣體流量和成分檢測裝置（11），所述氣體流量和成分檢測裝置（11）用于檢測保護氣體的成分和流量。
5.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于：所述系統還包
6.一種基于視覺感知的管道全位置焊接方法，用于上述權利要求1-5中任一項所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于，所述系統包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于，所述系統還包括焊縫掃描裝置（4），所述焊縫掃描裝置（4）設置在所述移動小車（2）上，且焊縫掃描裝置（4）包括第一裝置支架和焊縫掃描探頭（9），所述焊縫掃描探頭（9）可根據焊縫高度進行伸縮，且焊縫掃描探頭（9）用于采集焊接過程中的熔池圖像。
3.根據權利要求1所述的一種基于視覺感知的管道全位置焊接系統，其特征在于：所述系統還包括焊前掃描裝置（7），所述焊前掃描裝置（7）設置在所述移動小車（2）上，所述焊前掃描裝置（7）包括第二裝置支架和360°旋轉檢測探頭（8），所述360°旋轉檢測探頭（8）用于采集坡口表面圖...
【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣俊，嚴文榮，張新明，王丹，鮑亮亮，劉文明，琚琳琳，
申請(專利權)人：中建安裝集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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