一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人

技术领域

本发明属于焊接机器人技术领域，特别涉及一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人。

背景技术

焊接机器人，是从事焊接的工业机器人。

经检索，现有技术中，中国专利公开号:CN117020512A，公开日：2023-11-10，公布了一种焊接机器人，包括固定连接在传动带A上的横杆，横杆滑动连接在移动器一侧内，移动器上开设卡槽，上述实施例能够增强焊接机器人焊接装置分离的能力。

但该装置仍存在以下缺陷：无法对于圆柱状焊接材料以及不规则焊接材料分别进行夹持限位，并且在限位后无法进行转动调位，使得两组焊接材料无法位于最佳的焊接位置，造成对于焊接材料的形状具有局限性，从而降低了夹持兼容效果的同时降低了后续的焊接效果。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人。包括减震防护组件，所述减震防护组件顶部安装有转动夹持组件，所述转动夹持组件的顶部安装有视觉焊接组件，所述转动夹持组件的一侧壁上传动连接有第一双臂组件，所述转动夹持组件靠近第一双臂组件的一侧壁上传动连接有第二双臂组件；

所述第一双臂组件包括第三连接板和两组夹持块，所述第三连接板靠近夹持块的一侧壁中心处上转动连接有第一转动圆盘，所述第三连接板顶部安装有第五电机；所述第二双臂组件包括圆盘本体和若干组固定柱，所述圆盘本体的外壁上呈环形阵列分布有若干组第六电机，所述圆盘本体靠近固定柱的一侧壁中心处转动连接有第二转动圆盘。

进一步的，所述减震防护组件包括防护底板，所述防护底板的顶部开设有第一滑道，所述防护底板的底部内壁上安装有第一滑动板，所述防护底板的两侧内壁上对称安装有两组安装块，每组所述安装块的一侧壁上均安装有一组连接杆，每组所述连接杆远离安装块的一侧壁上均安装有一组挡块。

进一步的，每组所述连接杆的外壁上均套接有一组拉伸弹簧，每组所述拉伸弹簧的一端均安装在安装块的一侧壁上，每组所述拉伸弹簧远离安装块的一端均连接有一组套接滑动柱，每组所述套接滑动柱均活动套接在连接杆的外壁上。

进一步的，每组所述套接滑动柱的底部均滑动连接在第一滑动板的顶部上，每组所述套接滑动柱的外壁均滑动连接第一滑道内，所述防护底板的正上方设置有支撑底座，每组所述套接滑动柱的顶部均安装在支撑底座的底部上。

进一步的，所述转动夹持组件包括第一电动推杆，所述第一电动推杆的底部安装在支撑底座的顶部上，所述第一电动推杆的输出端上安装有第一电机，所述第一电机的输出端上传动连接有一组第一连接板，所述第一连接板的一侧壁上开设有第一滑槽，所述第一滑槽内转动连接有两组第一丝杆，两组所述第一丝杆之间连接有隔断板。

进一步的，每组所述第一丝杆远离隔断板的一端均转动连接在第一连接板的一侧内壁上，两组所述第一丝杆螺纹方向相反，两组所述第一丝杆中轴线位于同一条直线上，每组所述第一丝杆上均螺纹连接有一组第二滑动板，每组所述第二滑动板均滑动连接在第一滑槽内，每组所述第二滑动板的一侧壁上均安装有一组第二电机，每组所述第二电机的输出端上均传动连接有一组矩形板，两组所述矩形板相对应的一侧壁上均安装有一组第三电机，所述第一连接板的一侧壁上安装有第四电机，所述第四电机的输出端贯穿第一连接板后传动连接在其中一组所述第一丝杆上。

进一步的，所述第三连接板的一端传动连接在其中一组第三电机的输出端上，所述圆盘本体的一端传动连接在另一组所述第三电机的输出端上。

进一步的，所述视觉焊接组件包括第二连接板，所述第二连接板的底部安装在第一连接板的顶部上，所述第二连接板的顶部开设有第二滑道，所述第二连接板的顶部安装有矩形块，所述矩形块的一侧壁上安装有第二电动推杆，所述第二电动推杆的输出端上安装有视觉传感结构，所述视觉传感结构的底部滑动连接在第二滑道内，所述视觉传感结构的一侧壁上安装有电动滑台，所述电动滑台的输出端上滑动连接有第三电动推杆，所述第三电动推杆的输出端上传动连接有焊接结构。

进一步的，所述第三连接板远离第三电机的一端开设有第二滑槽，所述第二滑槽内转动连接有两组第二丝杆，两组所述第二丝杆之间连接有隔断块，两组所述第二丝杆螺纹方向相反，两组所述第二丝杆中轴线位于同一条直线上，每组所述第二丝杆上均螺纹连接有一组第三滑动板，每组所述第三滑动板均滑动连接在第二滑槽内，每组所述夹持块的一端均安装在第三滑动板的一侧壁上，所述第五电机的输出端贯穿第三连接板后传动连接在其中一组所述第二丝杆上。

进一步的，所述圆盘本体远离第三电机的一端呈环形阵列开设有若干组滑腔，每组所述滑腔内均设置有一组螺纹杆，每组所述螺纹杆均转动连接在滑腔内，每组所述螺纹杆上均螺纹连接有一组滑动块，每组所述滑动块均滑动连接在滑腔内，每组所述固定柱均安装在滑动块的一侧壁上，每组所述第六电机的输出端均贯穿圆盘本体后传动连接在其中一组所述螺纹杆上。

本发明的有益效果是：

1、启动第六电机带动若干组固定柱对圆形状结构焊接材料外壁进行限位固定，且可以带动夹持到位的焊接材料另一端放置在第一转动圆盘上进行转动调位，当对不规则状的焊接材料进行夹持限位时，启动第五电机带动两组夹持块对焊接材料进行夹持限位，降低了对于焊接材料的形状局限性，随后使得不规则状焊接材料的另一端贴合在第二转动圆盘上进行转动调位，带动两组焊接材料处于最佳的焊接位置；提高了夹持兼容效果的同时提高了后续的焊接效果。

2、为提高焊接设备在工作时的焊接防护效果，当装置遭受到撞击时，会在撞击过程中挤压拉伸弹簧，随后根据撞击幅度带动指定的套接滑动柱在第一滑道内滑动，并且在其滑动过程中分别对若干组拉伸弹簧起到压缩和拉伸的作用，并且由于若干组套接滑动柱是呈环形阵列分布的，所以当拉伸弹簧在分别感受到拉伸和压缩的压力时，开始进行反弹，在其反弹过程中反复平衡，避免了装置损坏的同时提高了装置防护焊接效果。

3、启动第二电动推杆带动视觉传感结构在第二滑道内滑动至指定位置，随后通过电动滑台带动焊接结构移动至两组焊接材料结合处的正上方，随后启动第三电动推杆带动焊接结构下降对焊接材料进行焊接工作，为提高焊接效果，启动第三电机带动两组焊接材料进行转动，避免了因焊接结构位置较为固定导致焊接不到位的问题，提高了焊接的彻底性。

4、先通过视觉传感结构确定好需要进行焊接材料的位置，随后启动第二电机带动矩形板转动，通过第一电机带动双臂组件移动至焊接材料的上方，随后启动第一电动推杆带动双臂组件下降，提高了装置工作的灵活效果；随后在对其进行焊接时，启动第四电机带动两组矩形板相向运动，顺而带动夹持的两组焊接材料进行焊接准备工作，降低了对于焊接材料的长度局限性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1示出了根据本发明实施例的焊接机器人结构示意图；

图2示出了根据本发明实施例的减震防护组件结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的减震防护组件剖视示意图；

图4示出了根据本发明实施例的转动夹持组件结构示意图；

图5示出了根据本发明实施例的转动夹持组件俯视剖视图；

图6示出了根据本发明实施例的视觉焊接组件结构示意图；

图7示出了根据本发明实施例的第一双臂组件剖视示意图；

图8示出了根据本发明实施例的第二双臂组件剖视示意图。

图中：1、减震防护组件；101、防护底板；102、第一滑道；103、第一滑动板；104、安装块；105、连接杆；106、挡块；107、拉伸弹簧；108、套接滑动柱；109、支撑底座；2、转动夹持组件；201、第一电动推杆；202、第一电机；203、第一连接板；204、第一丝杆；205、第一滑槽；206、第二滑动板；207、第二电机；208、矩形板；209、第三电机；210、第四电机；211、隔断板；3、视觉焊接组件；301、第二连接板；302、第二滑道；303、矩形块；304、第二电动推杆；305、视觉传感结构；306、电动滑台；307、第三电动推杆；308、焊接结构；4、第一双臂组件；401、第三连接板；402、第二丝杆；403、第二滑槽；404、第三滑动板；405、夹持块；406、第五电机；407、第一转动圆盘；5、第二双臂组件；501、圆盘本体；502、螺纹杆；503、滑腔；504、滑动块；505、固定柱；506、第六电机；507、第二转动圆盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于机器视觉的双臂协同焊接机器人。包括减震防护组件1，示例性的，如图1所示，所述减震防护组件1顶部安装有转动夹持组件2，所述转动夹持组件2的顶部安装有视觉焊接组件3，所述转动夹持组件2的一侧壁上传动连接有第一双臂组件4，所述转动夹持组件2靠近第一双臂组件4的一侧壁上传动连接有第二双臂组件5。

示例性的，如图2和图3所示，所述减震防护组件包括防护底板101，所述防护底板101的顶部开设有第一滑道102，所述防护底板101的底部内壁上安装有第一滑动板103，所述防护底板101的两侧内壁上对称安装有两组安装块104，每组所述安装块104的一侧壁上均安装有一组连接杆105，每组所述连接杆105远离安装块104的一侧壁上均安装有一组挡块106，每组所述连接杆105的外壁上均套接有一组拉伸弹簧107，每组所述拉伸弹簧107的一端均安装在安装块104的一侧壁上，每组所述拉伸弹簧107远离安装块104的一端均连接有一组套接滑动柱108，每组所述套接滑动柱108均活动套接在连接杆105的外壁上，每组所述套接滑动柱108的底部均滑动连接在第一滑动板103的顶部上，每组所述套接滑动柱108的外壁均滑动连接第一滑道102内，所述防护底板101的正上方设置有支撑底座109，每组所述套接滑动柱108的顶部均安装在支撑底座109的底部上。

为提高焊接设备在工作时的焊接防护效果，当装置遭受到撞击时，会在撞击过程中挤压拉伸弹簧107，随后根据撞击幅度带动指定的套接滑动柱108在第一滑道102内滑动，并且在其滑动过程中分别对若干组拉伸弹簧107起到压缩和拉伸的作用，并且由于若干组套接滑动柱108是呈环形阵列分布的，所以当拉伸弹簧在分别感受到拉伸和压缩的压力时，开始进行反弹，在其反弹过程中反复平衡，避免了装置损坏的同时提高了装置防护焊接效果。

示例性的，如图4和图5所示，所述转动夹持组件2包括第一电动推杆201，所述第一电动推杆201的底部安装在支撑底座109的顶部上，所述第一电动推杆201的输出端上安装有第一电机202，所述第一电机202的输出端上传动连接有一组第一连接板203，所述第一连接板203的一侧壁上开设有第一滑槽205，所述第一滑槽205内转动连接有两组第一丝杆204，两组所述第一丝杆204之间连接有隔断板211，每组所述第一丝杆204远离隔断板211的一端均转动连接在第一连接板203的一侧内壁上，两组所述第一丝杆204螺纹方向相反，两组所述第一丝杆204中轴线位于同一条直线上，每组所述第一丝杆204上均螺纹连接有一组第二滑动板206，每组所述第二滑动板206均滑动连接在第一滑槽205内，每组所述第二滑动板206的一侧壁上均安装有一组第二电机207，每组所述第二电机207的输出端上均传动连接有一组矩形板208，两组所述矩形板208相对应的一侧壁上均安装有一组第三电机209，所述第一连接板203的一侧壁上安装有第四电机210，所述第四电机210的输出端贯穿第一连接板203后传动连接在其中一组所述第一丝杆204上。

基于机器视觉的双臂协同焊接机器人在进行工作前，先通过视觉传感结构确定好需要进行焊接材料的位置，随后启动第二电机207带动矩形板208转动，通过第一电机202带动双臂组件移动至焊接材料的上方，随后启动第一电动推杆201带动双臂组件下降，提高了装置工作的灵活效果。

在对其进行焊接时，启动第四电机210带动第一丝杆204转动，第一丝杆204带动两组第二滑动板206在第一滑槽205内滑动，顺而带动两组矩形板208相向运动，顺而带动夹持的两组焊接材料进行焊接准备工作，降低了对于焊接材料的长度局限性。

示例性的，如图6所示，所述视觉焊接组件3包括第二连接板301，所述第二连接板301的底部安装在第一连接板203的顶部上，所述第二连接板301的顶部开设有第二滑道302，所述第二连接板301的顶部安装有矩形块303，所述矩形块303的一侧壁上安装有第二电动推杆304，所述第二电动推杆304的输出端上安装有视觉传感结构305，所述视觉传感结构305的底部滑动连接在第二滑道302内，所述视觉传感结构305的一侧壁上安装有电动滑台306，所述电动滑台306的输出端上滑动连接有第三电动推杆307，所述第三电动推杆307的输出端上传动连接有焊接结构308。

启动第二电动推杆304带动视觉传感结构305在第二滑道302内滑动至指定位置，随后通过电动滑台306带动焊接结构308移动至两组焊接材料结合处的正上方，随后启动第三电动推杆307带动焊接结构308下降对焊接材料进行焊接工作，为提高焊接效果，启动第三电机209带动两组焊接材料进行转动，避免了因焊接结构位置较为固定导致焊接不到位的问题，提高了焊接的彻底性。

示例性的，如图7所示，所述第一双臂组件4包括第三连接板401，所述第三连接板401的一端传动连接在其中一组所述第三电机209的输出端上，所述第三连接板401远离第三电机209的一端开设有第二滑槽403，所述第二滑槽403内转动连接有两组第二丝杆402，两组所述第二丝杆402之间连接有隔断块，两组所述第二丝杆402螺纹方向相反，两组所述第二丝杆402中轴线位于同一条直线上，每组所述第二丝杆402上均螺纹连接有一组第三滑动板404，每组所述第三滑动板404均滑动连接在第二滑槽403内，每组所述第三滑动板404的一侧壁上均安装有一组夹持块405，所述第三连接板401靠近夹持块405的一侧壁中心处上转动连接有第一转动圆盘407，所述第三连接板401顶部安装有第五电机406，所述第五电机406的输出端贯穿第三连接板401后传动连接在其中一组所述第二丝杆402上。

当对不规则状的焊接材料进行夹持限位时，启动第五电机406带动第二丝杆402转动，第二丝杆402顺而带动第三滑动板404在第二滑槽403内滑动，顺而带动两组夹持块405对焊接材料进行夹持限位，降低了对于焊接材料的形状局限性，提高了夹持兼容效果的同时提高了后续的焊接效果，随后使得不规则状焊接材料的另一端贴合在第二转动圆盘上进行转动调位，使得两组焊接材料处于最佳的焊接位置。

示例性的，如图8所示，所述第二双臂组件5包括圆盘本体501，所述圆盘本体501的一端传动连接在另一组所述第三电机209的输出端上，所述圆盘本体501远离第三电机209的一端呈环形阵列开设有若干组滑腔503，每组所述滑腔503内均设置有一组螺纹杆502，每组所述螺纹杆502均转动连接在滑腔503内，每组所述螺纹杆502上均螺纹连接有一组滑动块504，每组所述滑动块504均滑动连接在滑腔503内，每组所述滑动块504远离第三电机209的一侧壁上均安装有一组固定柱505，所述圆盘本体501的外壁上呈环形阵列分布有若干组第六电机506，每组所述第六电机506的输出端均贯穿圆盘本体501后传动连接在其中一组所述螺纹杆502上，所述圆盘本体501靠近固定柱505的一侧壁中心处转动连接有第二转动圆盘507。

当焊接材料属于圆形状结构时，使得焊接材料位于若干组固定柱505之间，随后启动第六电机506带动螺纹杆502转动，螺纹杆502带动滑动块504在滑腔503内滑动，顺而带动若干组固定柱505对焊接材料外壁进行限位固定，并且可以带动夹持到位的焊接材料另一端放置在第一转动圆盘407上进行转动调位，使得其处于最佳的焊接位置。

启动第六电机506带动若干组固定柱505对圆形状结构焊接材料外壁进行限位固定，且可以带动夹持到位的焊接材料另一端放置在第一转动圆盘407上进行转动调位，当对不规则状的焊接材料进行夹持限位时，启动第五电机406带动两组夹持块405对焊接材料进行夹持限位，降低了对于焊接材料的形状局限性，随后使得不规则状焊接材料的另一端贴合在第二转动圆盘507上进行转动调位，带动两组焊接材料处于最佳的焊接位置；提高了夹持兼容效果的同时提高了后续的焊接效果。

为提高焊接设备在工作时的焊接防护效果，当装置遭受到撞击时，会在撞击过程中挤压拉伸弹簧107，随后根据撞击幅度带动指定的套接滑动柱108在第一滑道102内滑动，并且在其滑动过程中分别对若干组拉伸弹簧107起到压缩和拉伸的作用，并且由于若干组套接滑动柱108是呈环形阵列分布的，所以当拉伸弹簧在分别感受到拉伸和压缩的压力时，开始进行反弹，在其反弹过程中反复平衡，避免了装置损坏的同时提高了装置防护焊接效果。

启动第二电动推杆304带动视觉传感结构305在第二滑道302内滑动至指定位置，随后通过电动滑台306带动焊接结构308移动至两组焊接材料结合处的正上方，随后启动第三电动推杆307带动焊接结构308下降对焊接材料进行焊接工作，为提高焊接效果，启动第三电机209带动两组焊接材料进行转动，避免了因焊接结构位置较为固定导致焊接不到位的问题，提高了焊接的彻底性。

先通过视觉传感结构305确定好需要进行焊接材料的位置，随后启动第二电机207带动矩形板208转动，通过第一电机202带动双臂组件移动至焊接材料的上方，随后启动第一电动推杆201带动双臂组件下降，提高了装置工作的灵活效果；随后在对其进行焊接时，启动第四电机210带动两组矩形板208相向运动，顺而带动夹持的两组焊接材料进行焊接准备工作，降低了对于焊接材料的长度局限性。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。