[发明专利]厚板机器人焊接系统及多层多道焊缝实时跟踪、规划方法

权利要求书

1.一种厚板机器人焊接系统，包括：

机器人，激光结构光传感器，焊接系统及控制系统；所述激光结构光传感器包括主体系统、光学系统、夹持系统和冷却系统，能够实时获取包含焊缝坡口特征信息的图像，并传递至所述控制系统，所述控制系统由所述图像获取坡口信息，控制所述机器人不断纠正焊接系统中焊枪的位置；同时所述控制系统调整焊道轨迹和焊接参数，实现多层多道的实时规划。

2.如权利要求1所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主体系统上设置有用于与夹持系统、光学系统相连接的接口，所述冷却系统通过一燕尾槽与所述主体系统相连接。

3.如权利要求1所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述夹持系统包括水平方向的第一部分和竖直方向的第二部分，所述主体系统可移动的设置于所述第一部分上，所述机器人包括焊枪，所述焊枪可移动的设置于所述第二部分上。

4.如权利要求3所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主体系统与第一部分的相对移动范围是0-100mm，所述焊枪与第二部分的相对移动范围是0-80mm。

5.如权利要求1所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主体系统包括：CCD传感器、镜头，半导体激光发生器及激光反光镜。

6.如权利要求5所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主体系统还包括一控制电路，通过控制供电进行开启和关闭主体的各个器件，并调节激光器的功率和冷却系统的制冷能力。

7.如权利要求5所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述CCD传感器与焊枪平行放置，所述CCD传感器通过夹具高度可调节的固定于主体系统中，所述CCD传感器通过信号线连接至控制系统的一图像采集单元。

8.如权利要求7所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述半导体激光发生器与所述CCD传感器平行放置，产生的激光的光束经过一柱状镜变成一字线结构光，通过所述激光反光镜后投射在工件上，投射角度在15°-45°。

9.如权利要求8所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述半导体激光器的中心波长为600-700nm，半峰宽为0.5-3nm，功率为150-200MW。

10.如权利要求8所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述光学系统包括主减光滤光系统、附加减光滤光系统和光学反光镜；投射在工件上的结构光的条纹和工件坡口依次经过光学反光镜、附加减光滤光系统和主减光滤光系统被CCD传感器接收。

11.如权利要求10所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主减光滤光系统和附加减光滤光系统皆包括减光片和滤光片，所述主减光滤光系统用以提取激光结构光，所述附加减光滤光系统用于去除超出设定规格的弧光。

12.如权利要求11所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述主减光滤光系统的滤光片为中心波长670nm，带宽20nm的窄带干涉滤光片，所述主减光滤光系统的减光片的通过率为40%；所述附加减光滤光系统的减光片的通过率为60%。

13.如权利要求10所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述光学反光镜与水平方向的夹角为10°-25°，其中心位置相对于镜头的高度为5-20mm。

14.如权利要求1所述的厚板机器人焊接系统，其特征在于，所述冷却系统为水冷系统。