[发明专利]一种多方向激光视觉跟踪装置及其跟踪和控制的方法

权利要求书

1.一种多方向激光视觉跟踪装置，包括：激光视觉传感器、异型焊枪和计算机控制系统；其特征在于：所述激光视觉传感器安装于机械手末端，所述异型焊枪设置在激光视觉传感器的中心下端；

所述激光视觉传感器包括法兰架、第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机、第四摄像机、第一激光器、第二激光器、第三激光器、集成管线，法兰架与机械手相连接，第一摄像机设置在法兰架的右侧，第二摄像机设置在法兰架的前侧，第三摄像机设置在法兰架的左侧，第四摄像机设置在法兰架的后侧，第一激光器设置在第四摄像机的左侧，第二激光器设置在第三摄像机的后侧，第三激光器设置在第四摄像机的右侧，集成管线设置在第四摄像机的外侧，与所有激光器和摄像机相连，作为气路的进气端。

2.根据权利要求1所述的一种多方向激光视觉跟踪装置，其特征在于：第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机和第四摄像机均采用模块化设计，可根据需求独立存在或更换。

3.根据权利要求1所述的一种多方向激光视觉跟踪装置，其特征在于：第一激光器、第三激光器和第二激光器均采用模块化设计，可根据需求独立存在或更换。

4.根据权利要求1-3任意一项所述多方向激光视觉跟踪装置的跟踪和控制方法：

a）XY平面上平角焊缝跟踪焊接，计算机控制系统读取工件图，获取工件结构和焊缝起始和末端位置的理论数据，对于焊缝两端存在横向交叉焊缝的情况，第一激光器从焊缝的中点附近向前方端点进行扫描，由第一摄像机采集第一激光器扫描的图像信息，控制异型焊枪跟踪并焊接，焊接到焊缝的端点；第三激光器移动到焊缝的中点附近向后方端点进行扫描，由第三摄像机采集第三激光器扫描的图像信息，控制异型焊枪跟踪并焊接，焊接到焊缝的另一端点；第四摄像机在焊接全程观察和监视焊缝，供操作者实时查看；

b）XZ、YZ平面相交的立角焊缝跟踪焊接，在水平面平角焊缝焊到末端时，使用第一激光器扫描到端点处立角焊缝，第一摄像机识别到垂直立角焊缝下端起始点及其附近的立角焊缝，控制异型焊枪调整姿态使焊枪到达立角焊缝时处于针对立角焊缝焊接的合适角度，此时第二激光器和第二摄像机随焊枪转换姿态处于立角焊缝信息采集状态，根据采集的焊缝信息，进行跟踪纠偏自动焊接，直至焊缝末端，同样，另一端平角焊缝转立角焊缝过程的跟踪由第三激光器和第三摄像机检测到立角焊缝起点，然后控制焊枪调整姿态，第二激光器和第二摄像机随焊枪转换姿态进行立角焊缝的跟踪，第四摄像机在焊接全程观察和监视焊缝，供操作者实时查看。