CN106945047A - 焊接机器人误差补偿控制系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接机器人控制领域，具体为一种焊接机器人控制系统。焊接机器人控制系统包括视觉传感器、图像处理器、机器人控制器。视觉传感器的主要功能是对已经定位夹紧好的零件进行拍照，并传送图片至图像处理器当中。图像处理器的主要功能是通过图片影像重叠，计算出零件焊缝偏差信息，并传送焊缝偏差信息至机器人控制器当中。机器人控制器的主要功能是根据偏差信息与内置阈值信息的比较，做出报警或者修正通过示教编程得到的坐标信息。

Description

焊接机器人误差补偿控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于焊接机器人控制领域，具体为一种焊接机器人误差补偿控制系统及其控制方法。
背景技术
在高度自动化的汽车生产车间，在进行工件拼接加工时，全部采用自动化的焊接机器人进行焊接。而目前焊接机器人应用主要以示教编程为主，即操作人员通过示教器，控制焊接机器人的关节运动，以使焊接机器人运动到预定的位置，同时将该位置进行记录，并将记录好的位置信息传送到焊接机器人控制器中。焊接机器人可根据指令自动重复该任务,从而完成对其它工件的加工。由于工件存在定位误差、夹紧误差，传送误差等因素，导致针对某一个工件示教的机器人程序在焊接其它工件时，会出现很大的误差，如焊偏、咬边、气孔、飞溅过多等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种焊接机器人误差补偿控制系统，旨在解决以示教编程为主的焊接机器人在焊接期间存在焊偏、咬边、气孔、飞溅过多等问题。
本发明是这样实现的：
一种焊接机器人误差补偿控制系统，包括视觉传感器、图像处理器、机器人控制器；视觉传感器与图像处理器连接，图像处理器与机器人控制器连接；其中，视觉传感器是高清图像传感器；图像处理器包括图像灰度处理模块、焊缝误差识别模块和误差信息传送模块；机器人控制器包括偏差信息接收模块、焊接轨迹坐标修正模块、报警模块和焊接机器人控制模块；视觉传感器采集工件位置信息并将该位置信息传递给图像处理器，图像处理器比对工件的位置信息后通过机器人控制器对工件进行焊接。
所述焊接机器人的控制方法，包括
步骤1、视觉传感器采集工件的定位夹紧状态图像，并把采集到的图像传送到图像处理器中；
步骤2、图像处理器对工件的定位夹紧状态图像进行处理，图像处理器内预置工件的标准定位夹紧图像，通过将即时图像数据与预置图像进行对比，计算出焊缝偏差数据并把该焊缝偏差数据传输到机器人控制器中；所述差数据用▽X、▽Y、▽Z坐标表示；
步骤3、机器人控制器接收图像处理器传送的焊缝偏差数据，根据该焊缝偏差数据自动修正通过示教编程获得的焊接轨迹坐标数据并进行焊接作业。
所述的焊接机器人的控制方法，焊接轨迹坐标修正装置根据坐标偏差数据和预置坐标偏差阈值数据进行坐标数据的修正或报警，如果偏差坐标数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|分别小于或等于预置坐标偏差阈值数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|，则调整焊接轨迹坐标数据，并将修正后的焊接轨迹坐标信息传送到焊接机器人控制器中；否则，输出报警信号至报警模块，提示报警器报警，提示零件定位有问题，需重新定位夹紧。
附图说明
图1为本控制系统模块示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种焊接机器人误差补偿控制系统，包括视觉传感器2、3、图像处理器4、机器人控制器5；视觉传感器2、3与图像处理器4连接，图像处理器4与机器人控制器6连接；其中，视觉传感器2、3是高清图像传感器；图像处理器4包括图像灰度处理模块、焊缝误差识别模块和误差信息传送模块；机器人控制器5包括偏差信息接收模块、焊接轨迹坐标修正模块、报警模块和焊接机器人控制模块；视觉传感器3采集工件1位置信息并将该位置信息传递给图像处理器4，图像处理器4比对工件1的位置信息后通过机器人控制器5对工件进行焊接。
所述焊接机器人的控制方法，包括
步骤1、视觉传感器2、3采集工件1的定位夹紧状态图像，并把采集到的图像传送到图像处理器4中；
步骤2、图像处理器4对工件1的定位夹紧状态图像进行处理，图像处理器4内预置工件1的标准定位夹紧图像，通过将即时图像数据与预置图像进行对比，计算出焊缝偏差数据并把该焊缝偏差数据传输到机器人控制5器中；所述差数据用▽X、▽Y、▽Z坐标表示；
步骤3、机器人控制器5接收图像处理器4传送的焊缝偏差数据，根据该焊缝偏差数据自动修正通过示教编程获得的焊接轨迹坐标数据并进行焊接作业。
所述的焊接机器人的控制方法，焊接轨迹坐标修正装置根据坐标偏差数据和预置坐标偏差阈值数据进行坐标数据的修正或报警，如果偏差坐标数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|分别小于或等于预置坐标偏差阈值数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|，则调整焊接轨迹坐标数据，并将修正后的焊接轨迹坐标信息传送到焊接机器人控制器中；否则，输出报警信号至报警模块，提示报警器报警，提示零件定位有问题，需重新定位夹紧。
如图1所示，实际工作中，本控制系统采用以下方式搭建：
首先在焊接工作台安装两台视觉传感器，并对安装好的视觉传感器进行标定和视觉单元防护装置调节，建立视觉传感器与图像处理器之间的通讯。
图像处理器先进行图像灰度处理，获取焊缝轮廓图像。焊缝误差识别装置将标准焊缝轮廓图像与采样焊缝轮廓图像进行影像重叠，识别出焊缝偏差信息。偏差信息发送装置将偏差信息发给焊接机器人控制器。
焊接机器人的偏差信息接收装置将接收到的偏差信息传给焊接轨迹坐标修正装置，焊接轨迹坐标修正装置根据内置偏差阈值信息，修正轨迹坐标信息。如果偏差信息不能修正，则发送报警信息给报警器，提示报警器报警。如果程序可以修正，则将原来的轨迹坐标信息进行修正。

Claims (3)

1. 一种焊接机器人误差补偿控制系统，其特征是：包括视觉传感器、图像处理器、机器人控制器；视觉传感器与图像处理器连接，图像处理器与机器人控制器连接；其中，视觉传感器是高清图像传感器；图像处理器包括图像灰度处理模块、焊缝误差识别模块和误差信息传送模块；机器人控制器包括偏差信息接收模块、焊接轨迹坐标修正模块、报警模块和焊接机器人控制模块；视觉传感器采集工件位置信息并将该位置信息传递给图像处理器，图像处理器比对工件的位置信息后通过机器人控制器对工件进行焊接。
2.一种权利要求1所述焊接机器人的控制方法，其特征是：包括
步骤1、视觉传感器采集工件的定位夹紧状态图像，并把采集到的图像传送到图像处理器中；
步骤2、图像处理器对工件的定位夹紧状态图像进行处理，图像处理器内预置工件的标准定位夹紧图像，通过将即时图像数据与预置图像进行对比，计算出焊缝偏差数据并把该焊缝偏差数据传输到机器人控制器中；所述差数据用▽X、▽Y、▽Z坐标表示；
步骤3、机器人控制器接收图像处理器传送的焊缝偏差数据，根据该焊缝偏差数据自动修正通过示教编程获得的焊接轨迹坐标数据并进行焊接作业。
3.根据权利要求2所述的焊接机器人的控制方法，其特征是：焊接轨迹坐标修正装置根据坐标偏差数据和预置坐标偏差阈值数据进行坐标数据的修正或报警，如果偏差坐标数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|分别小于或等于预置坐标偏差阈值数据|▽X|、|▽Y|、|▽Z|，则调整焊接轨迹坐标数据，并将修正后的焊接轨迹坐标信息传送到焊接机器人控制器中；否则，输出报警信号至报警模块，提示报警器报警，提示零件定位有问题，需重新定位夹紧。
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