[发明专利]一种带有力控制和视觉定位的自动焊接装置

摘要

本发明提供了一种带有力控制和视觉定位的自动焊接装置，应用于微小细丝的焊接领域。该装置包括移动单元、视觉单元、机械臂单元、焊接单元和上料单元。移动单元实现X‑Y‑Z三个方向上的移动，视觉单元通过图像处理技术可以对待焊接点的精确定位，机械臂单元用于检测焊接过程中的压力，焊接单元用于实现对零件的焊接，同时对焊接温度进行有效控制，上料单元用于待焊接零件的上料。移动单元、视觉单元、机械臂单元、焊接单元及上料单元通过协同配合实现对细丝的自动焊接位置精确定位，并实时控制压力和温度。整个过程不需要人工参与，可应用于自动化生产线中。

主权项

1.一种带有力控制和视觉定位的自动焊接装置，其特征在于，该带有力控制和视觉定位的自动焊接装置包括移动单元、视觉单元、机械臂单元、焊接单元和上料单元；所述的机械臂‑视觉安装板(4)安装在移动单元中Z向滑台(3)的安装面上；所述视觉单元和机械臂单元并列安装在机械臂‑视觉安装板(4)同一侧表面；所述焊接单元安装在机械臂单元末端；所述上料单元位于焊接单元下侧；所述移动单元用于实现装置在X‑Y‑Z三个方向上的移动；所述视觉单元用于对待焊接点精确定位和观测；所述机械臂单元用于提供并检测焊接过程中的压力；所述焊接单元用于实现对零件的焊接，同时对焊接温度进行控制；所上料单元位于焊接单元下方，用于待焊接零件的上料；移动单元、视觉单元、机械臂单元、焊接单元及上料单元通过协同配合实现对细丝的自动焊接，并实时控制压力和温度；所述移动单元包括X向滑台(1)、Y向滑台(2)和Z向滑台(3)；所述Y向滑台(2)垂直安装在X向滑台(1)的安装面上，并可随X向滑台(1)安装面沿X向移动；所述Z向滑台(3)垂直安装在Y向滑台(2)的安装面上，并可随Y向滑台(2)安装面沿Y向移动；所述X向滑台(1)、Y向滑台(2)和Z向滑台(3)在空间内两两垂直；三个滑台分别沿着X、Y、Z方向移动，使得移动单元所连接的末端执行部件可以到达三个自动滑台行程空间中的任意一点；所述视觉单元包括相机组件、相机横向安装板(5)、中间加强筋(6)、相机连接板(7)、和相机侧面连接板(8)；所述机械臂‑视觉安装板(4)为长方形板，安装在Z向滑台(3)的安装面上，机械臂‑视觉安装板(4)与水平面垂直，且长边与水平面平行，机械臂‑视觉安装板(4)可随Z向滑台沿Z向移动；所述相机横向安装板(5)垂直安装在机械臂‑视觉安装板(4)上边缘；所述中间加强筋(6)垂直安装在相机横向安装板(5)下侧，用于提升相机横向安装板(5)的刚度；所述相机连接板(7)为L型，其竖直端外表面与相机横向安装板(5)末端相连接，其水平端中心处开有通孔；所述相机侧面连接板(8)安装在相机连接板(7)竖直端内表面上端；所述相机组件包括工业相机(9)、镜头(10)、环形光源(12)和同轴光源(11)；所述工业相机(9)安装在相机侧面连接板(8)上；所述镜头(10)一端通过C口连接在工业相机(9)下，另一端穿过相机连接板(7)水平端中心处的通孔；所述同轴光源(11)安装在镜头(10)中段的安装孔上，所述环形光源(12)套在镜头下部，并通过螺纹连接到相机连接板(7)水平端通孔周围的螺纹孔上；所述机械臂单元包括机械臂上侧护板(13)、机械臂左侧护板(14)、机械臂右侧护板(15)、微动开关安装板(16)、微动开关(17)、力传感器上固定板(18)、力传感器下固定板(19)、力传感器(20)和电烙铁安装板(21)；所述的机械臂上侧护板(13)、机械臂左侧护板(14)和机械臂右侧护板(15)均为长方形板，三者组成机械臂的外部框架，横截面为∏型，三者的端部垂直安装在机械臂‑视觉安装板(4)上；所述微动开关安装板(16)垂直安装在机械臂上侧护板(13)末端下表面；所述微动开关(17)安装在微动开关安装板(16)一侧表面，用于对机械臂进行过载保护；所述力传感器上固定板(18)安装在力传感器(20)上部；所述力传感器下固定板(19)开有通孔，并安装在力传感器(20)下部；所述力传感器(20)通过力传感器上固定板(18)和力传感器下固定板(19)安装在微动开关安装板(16)另一侧面；所述电烙铁安装板(21)安装在力传感器(20)下部的安装孔上，其结合力传感器(20)用于控制焊接单元下压时的压力；所述焊接单元包括电烙铁隔热板(22)、电烙铁上壳体(23)、电烙铁外壳(24)、电烙铁下壳体(25)、电烙铁(26)和温度传感器(27)；所述电烙铁隔热板(22)安装在电烙铁安装板(21)下表面，起到隔热作用；所述电烙铁上壳体(23)安装在电烙铁隔热板(22)下表面；所述电烙铁外壳(24)上端安装在电烙铁上壳体(23)下部；所述电烙铁下壳体(25)安装在电烙铁外壳(24)下端；所述电烙铁(26)安装在电烙铁下壳体(25)下表面，同时向电烙铁下壳体(25)、电烙铁外壳(24)和电烙铁上壳体(23)内部延伸；所述温度传感器(27)通过电烙铁外壳(24)的传感器安装孔嵌入到电烙铁(26)中，用于检测电烙铁(26)的温度；所述上料单元由待焊接零件A(28)、待焊接零件B(29)及焊锡片(30)组成；所述零件A(28)通过焊锡片(30)固定在零件B(29)上方；所述焊接单元用于将焊锡片(30)融化从而将零件A(28)、零件B(29)焊接起来。