(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210543971.5 (22)申请日 2022.05.18 (71)申请人 哈尔滨电机厂 有限责任公司 地址 150040 黑龙江省哈尔滨市香坊区三 大动力路99 号哈尔滨电机厂有限责任 公司 (72)发明人 魏方锴　贾瑞燕　周宇飞　徐勇　 邱飞达　周吉源　李海星　 (51)Int.Cl. B23K 9/173(2006.01) B23K 9/235(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊 接方法 (57)摘要 本发明公开一种基于视觉定位的磁极铁托 板自动化焊接方法， 通过将 视觉识别的焊缝位置 发送给机器人， 机器人运动至磁极铁托板指定位 置进行自动化焊接实现的。 利用视觉传感器进行 磁极图像采集、 点云生成、 焊缝提取， 将数据传送 给机器人， 自动的对磁极铁托板焊缝进行定位并 生成焊接轨迹。 焊接轨迹沿长边后短边再长边又 短边回转进行， 机器人按照焊接轨迹， 设定的焊 接姿态， 按照焊接工艺规范实现对安装压紧工具 下铁托板焊缝的焊接。 使用本发 明可实现水轮发 电机组磁极铁托板的焊接。 焊接通用性及自动化 程度大大提高， 可 以有效提升焊缝的质量， 提高 生产效率。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114905124 A 2022.08.16 CN 114905124 A 1.一种基于 视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法， 其特 征包括如下步骤： 步骤1： 铁托板(1)装配固定在磁极(2)上， 焊接机器人(3)加装视觉模块(4)， 对铁托板 (1)进行焊接； 步骤2： 焊缝视觉识别定位： 采用视觉模块(4)对焊缝进行图像采集， 首先沿铁托板第一 长边焊缝(5)采集， 视觉模块(4)水平逆时针旋转90 °， 再沿铁托板第一短边焊缝(6)采集， 视 觉模块(4)再水平逆 时针旋转90 °， 沿铁托板第二长边焊缝(7)采集， 视觉模块(4)再水平逆 时针旋转90 °， 沿铁托板第二短边焊缝(8)采集， 采集得到一组 图像， 经图像处理生成点云， 提取焊缝位置数据， 发送给焊接 机器人(3)； 步骤3： 安装压紧工具(9)， 相邻两个压紧工具(9)间隔500mm～600mm的距离， 压紧螺杆 (10)让出焊缝位置； 步骤4： 设定焊接姿态： 以磁极铁托板第一长边焊缝(5)为基准， 设定焊枪喷嘴(11)与第 一长边焊缝(5)距离和角度； 步骤5： 焊接路径规划： 焊接机器人(3)自铁托板第一长边焊缝(5)一端开始向另一端焊 接， 顺序焊接铁托板第一短边焊缝(6)， 然后顺序焊接铁托板第二长边焊缝(7)， 再焊接铁托 板第二短边焊缝(8)， 在压紧工具(9)前一段焊缝焊接完毕后将焊枪 沿焊枪喷嘴(11)的中心 轴线(12)提 起200mm～300mm， 沿焊接前进方向行 走100mm～120mm， 再焊接下一段焊缝； 步骤6： 正式焊接： 采用脉冲MIG焊接方法。 2.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法， 其特征在 于： 所述步骤4中， 焊枪喷嘴(11)与第一长边焊缝(5)距离14mm～16mm， 焊枪喷嘴(11)与焊接 方向角度为90 °～110°， 焊枪喷嘴(11)在竖直方向上向下倾 斜的角度为3 0°～45°。 3.根据权利要求1所述的一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接方法， 其特征在 于： 所述步骤6中， 焊丝为φ1.2mm的ER50 ‑6， 保护气体为78％Ar+22％CO2， 气体流量为15L/ min～20L/min， 焊接工艺参数为电流200A～240A， 电压22V～26V， 焊接速度25cm/min～ 40cm/min。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114905124 A 2一种基于视觉定位的磁极铁托板自动化焊接 方法 技术领域 [0001]本发明涉及水轮发电机组的生产制造领域， 尤其涉及一种基于视觉定位的磁极铁 托板自动化焊接方法。 背景技术 [0002]磁极是水轮发电机组的关键部件之一， 为保证线圈和铁心的整体一致性， 需要在T 尾端焊接铁托板。 磁极铁托板材料一般为碳素结构钢， 长度1200mm～3600mm， 宽度300mm～ 700mm， 焊缝为周向间断焊缝， 焊缝形式为角焊缝， 焊角4mm～6mm， 每段焊缝长度100mm或 140mm,间距100mm。 传统采用手工气保焊， 焊接外观质量稳定性差， 飞溅大， 清理打磨时存在 铁屑进入磁 极破坏绝缘的风险， 由于焊缝外观质量差、 焊缝断裂， 多次出现很大质量损失和 严重形象影响等问题。 亟需一种质量稳定性高的工艺方法。 [0003]机器人焊接常替代手工焊以获取稳定可靠的质量， 一般基于示教编程或离线编 程， 但对于磁极这种定制化小批量工件， 不同项目， 磁极尺寸不同， 需要重新进行示教编程 或离线编程， 编程工作量大， 自动化程度体现不明显， 生产效率较低。 随着计算机技术和传 感器技术的发展， 为机器人焊接添加眼睛、 添加可思考的大脑是智能化制 造工艺的必然发 展趋势。 发明内容 [0004]为了克服背景技术中磁极铁托板手工焊接质量不稳定、 基于示教编程和离线编程 机器人焊接编程工作量大生产效率低的难题， 本发明提供一种新的基于视觉定位的磁极铁 托板自动化焊接方法， 具体包括以下步骤： [0005]步骤1： 铁托板装配固定在磁极上， 焊接 机器人加装视 觉模块， 对铁托板进行焊接； [0006]步骤2： 焊缝视觉识别定位： 采用视觉模块对焊缝进行图像采集， 首先沿铁托板第 一长边焊缝采集， 视觉模块水平逆时针旋转90 °， 再沿铁托板第一短边焊缝采集， 视觉模块 再水平逆时针旋转90 °， 沿铁托板第二长边焊缝采集， 视觉模块再水平逆时针旋转90 °， 沿铁 托板第二短边焊缝采集， 采集得到一组图像， 经图像处理生成点云， 提取焊缝位置数据， 发 送给焊接 机器人； [0007]步骤3： 安装压紧工具， 相邻两个压紧工具间隔500mm～600mm的距离， 压紧螺杆让 出焊缝位置； [0008]步骤4： 设定焊接姿态： 以磁极铁托板第一长边焊缝为基准， 设定焊枪喷嘴与第一 长边焊缝距离和角度； [0009]步骤5： 焊接路径规划： 焊接机器人自铁托板第一长边焊缝一端开始向另一端焊 接， 顺序焊接铁托板第一短边焊缝， 然后顺序焊接铁托板第二长边焊缝， 再焊接铁托板第二 短边焊缝， 在压紧工具前一段焊缝焊接完毕后将焊枪沿焊枪喷嘴的中心轴线提起200mm～ 300mm， 沿焊接前进方向行 走100mm～120mm， 再焊接下一段焊缝； [0010]步骤6： 正式焊接： 采用脉冲MIG焊接方法。说　明　书 1/3 页 3 CN 114905124 A 3