CN107451991A - 一种立焊焊接轨迹计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种立焊焊接轨迹计算方法及系统，所述方法包括：对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。本发明提供的方法，通过对待焊物体进行拍照处理，对物体边缘进行识别，来确定角点坐标，从而计算出焊接点坐标，简化了立焊焊接点计算过程，提升了计算精度，同时降低了计算成本。
Description
技术领域
本发明涉及自动化焊接领域，更具体地，涉及一种立焊焊接轨迹计算方法及系统。
背景技术
近几年来，立焊焊接技术相比于传统的侧焊，拥有焊接轨迹一次成型，焊接外观漂亮，密封效果好，焊缝小，焊接变形小等优点，因而在各个领域受到广泛的使用。
在现有的立焊过程中，立焊一般通过爬行式立焊机器人来完成，首先在控制端输入需要焊接的焊接点坐标，然后立焊机器人根据指定坐标进行立焊操作，立焊的焊接点坐标一般通过对待焊接的工件进行扫描，通过获取工件的外形数据，来计算焊接点位置。
现有技术中，在计算立焊焊接点位置的时候，计算成本高昂，在面对一些外形相对于简单的待焊接工件，使用激光视觉组件来扫描工件外观同时再计算立焊焊接点，操作过程复杂，计算精度不高。
发明内容
为解决现有技术中，立焊焊接点计算过程复杂且计算精度不高的问题，提供一种立焊焊接轨迹计算方法及系统。
根据本发明的第一方面，提供一种立焊焊接轨迹计算方法，包括：
对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；
通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；
将所述焦点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值；
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
其中，所述对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘的步骤具体为：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
其中，通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标的步骤具体为：根据所述第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线，计算四条直线之间相互的交点坐标；
其中，所述四条直线之间相互的交点坐标即为所述方形电池的四个边角的角点坐标。
其中，所述将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值的步骤具体为：
将所述交点坐标发送至PLC，PLC根据所述交点坐标，以及预设的电池壁厚度和小圆弧半径R，计算出焊接点坐标。
其中，在计算出立焊焊接点坐标值步骤后，还包括：根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
根据本发明的第二方面，提供一种立焊焊接轨迹计算系统，包括：
图像处理模块，用于对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；
角点坐标计算模块，用于通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；
立焊焊点计算模块，用于将所述焦点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值；
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
其中，所述图像处理模块具体用于：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
其中，还包括立焊模块，用于根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
根据本发明的第三方面，提供一种计算机程序，包括程序代码，所述程序代码用于执行如下操作：
对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；
通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；
将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。
根据本发明第四方面，提供一种立焊焊接轨迹计算设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行第一方面或第二方面的各种可能的实现方式所提供的立焊焊接轨迹计算方法。
本发明提供的方法，通过使用相机和图像识别技术，对目标方形电池进行拍照并识别边缘特征，来计算立焊焊接点坐标，简化了立焊焊接点计算过程，提升了计算精度，同时降低了计算成本。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算方法的流程图；
图2为本发明又一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算方法中目标电池拍照示意图；
图3为本发明又一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算方法的角点检测示意图；
图4为本发明又一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算系统结构图；
图5为本发明再一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算设备结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1，图1为本发明一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
S101，对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘。
其中，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘的步骤具体为：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景颜色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
具体的，通过对电池进行拍照，获取方形电池外观图像，其中，方形电池的电池壳或电池盖板一般为铝或者不锈钢材料，具有反光特性，而电池外的背景颜色为黑色，通过对照片进行图像处理，根据电池外壳颜色与背景颜色的色差，从而识别出照片中的电池边缘。
通过此方法，简化了对待焊物体的外观扫描环节，降低了作业成本，提升了工作效率。
S102，通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标。
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一4电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
具体的，在S101中获取的电池边缘数据具体为方形电池边缘的边框线，具体包括，方形电池两个长边的第一长边轮廓直线和第二长边轮廓直线。以及方形电池两个短边的第一短边轮廓直线和第二短边轮廓直线，计算四条直线的交点坐标，则四条直线相互的交点坐标即为方形电池的四个边角的角点坐标。根据计算得出的4个角点坐标，即可确定方形电池所在的坐标系的具体位置。
通过此方法，简化了对待焊接物体的位置计算过程，降低了对待焊物外形检测的设备需求，降低了计算成本，提高了检测效率。
S103，将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。
其中，计算出立焊焊接点坐标值的步骤具体为：将所述交点坐标发送至PLC，PLC根据所述交点坐标，以及预设的电池壁厚度和小圆弧半径R，计算出焊接点坐标。
具体的，通过将S102中计算获得的方形电池四个角的角点坐标，将坐标信息输入到PLC中，PLC根据所述角点坐标，以及人工设置的电池壁厚度和小圆弧半径，计算出焊接轨迹中各个点的坐标值。
通过此方法，解决了PLC不能计算复杂轨迹和运动控制的缺点，不需要特别的专用上位机软件，节约了开发成本。
在上述实施例的基础上，所述方法还包括，根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
具体的，根据计算获得的焊接轨迹中各个点的坐标值，立焊机器人根据指定的坐标值，执行立焊操作。
通过此方法，以PLC进行焊接点的计算并控制立焊机器人进行立焊操作，提高了焊接精度，提升了作业效率。
在本发明的又一实施例中，参考图2，图2为本发明又一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算方法中目标电池拍照示意图，其中，待焊接物体为长方形电池，由于电池长度大于100mm，尺寸较大，因此在拍照的时候为保证拍摄精度，对电池长端两头进行两次拍照，如图所示拍照区域A和拍照区域B，即为对待焊方形电池两次拍照的拍照区域。
在对电池拍照后，通过电池边缘视觉明暗不同的特征，检测出电池外背景颜色为黑色，电池外壳为铝制外壳，反光性较高，检测出电池边缘，如图3所示，在方形电池的右上边角上，线A为电池长边轮廓直线，线B为电池短边轮廓直线，线A与线B的交点，即为方形电池右上角的角点，此时，通过计算图3中两线焦点坐标，从而获取待焊接方形电池的右上角的角点坐标。
对带焊接电池的四个角点分别进行角点坐标检测和计算，获取待焊接电池的四个角点坐标，将坐标数据发送到PLC，PLC根据所述角点坐标，以及人工设置的电池壁厚度以及小圆弧半径R，计算出焊接点轨迹中各个点的坐标值。
参考图4，图4为本发明又一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算系统结构图，如图4所示，所述系统包括：图像处理模块21、角点坐标计算模块22和立焊焊点计算模块23。
其中，图像处理模块21用于对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘。
其中，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘的步骤具体为：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景颜色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
具体的，使用相机对电池进行拍照，获取方形电池外观图像，其中，方形电池的电池壳或电池盖板一般为铝或者不锈钢材料，具有反光特性，而电池外的背景颜色为黑色，通过对照片进行图像处理，根据电池外壳颜色与背景颜色的色差，从而识别出照片中的电池边缘。
通过此系统，简化了对待焊物体的外观扫描环节，降低了作业成本，提升了工作效率。
其中，角点坐标计算模块22用于通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标。
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
具体的，在图像处理模块21中获取的电池边缘数据具体为方形电池边缘的边框线，具体包括，方形电池两个长边的第一长边轮廓直线和第二长边轮廓直线。以及方形电池两个短边的第一短边轮廓直线和第二短边轮廓直线，计算四条直线的交点坐标，则四条直线相互的交点坐标即为方形电池的四个边角的角点坐标。根据计算得出的4个角点坐标，即可确定方形电池所在的坐标系的具体位置。
通过此系统，简化了对待焊接物体的位置计算过程，降低了对待焊物外形检测的设备需求，降低了计算成本，提高了检测效率。
其中，立焊焊点计算模块23用于将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。
其中，计算出立焊焊接点坐标值的步骤具体为：将所述交点坐标发送至PLC，PLC根据所述交点坐标，以及预设的电池壁厚度和小圆弧半径R，计算出焊接点坐标。
具体的，通过将角点坐标计算模块22中计算获得的方形电池四个角的角点坐标，将坐标信息输入到PLC中，PLC根据所述角点坐标，以及人工设置的电池壁厚度和小圆弧半径，计算出焊接轨迹中各个点的坐标值。
通过此方法，解决了PLC不能计算复杂轨迹和运动控制的缺点，不需要特别的专用上位机软件，节约了开发成本。
在上述实施例的基础上，所述系统还包括立焊模块，用于根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
具体的，根据计算获得的焊接轨迹中各个点的坐标值，立焊机器人根据指定的坐标值，执行立焊操作。
通过此系统，以PLC进行焊接点的计算并控制立焊机器人进行立焊操作，提高了焊接精度，提升了作业效率。
在本发明提供的又一实施例中，公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。
在本发明提供的再一实施例中，参考图5，图5为本发明再一实施例提供的一种立焊焊接轨迹计算设备结构框图。如图5所示，所述立焊焊接轨迹计算设备包括：处理器301、存储器302及总线303。
所述处理器301用于调用所述存储器302中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括，对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种立焊焊接轨迹计算方法，其特征在于，包括：
对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；
通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；
将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值；
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘的步骤具体为：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景颜色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标的步骤具体为：根据所述第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线，计算四条直线之间相互的交点坐标；
其中，所述四条直线之间相互的交点坐标即为所述方形电池的四个边角的角点坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述角点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值的步骤具体为：
将所述交点坐标发送至PLC，PLC根据所述交点坐标，以及预设的电池壁厚度和小圆弧半径R，计算出焊接点坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在计算出立焊焊接点坐标值步骤后，还包括：根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
6.一种立焊焊接轨迹计算系统，其特征在于，包括：
图像处理模块，用于对目标方形电池进行拍照，对照片进行图像识别处理，检测出所述方形电池的边缘；
角点坐标计算模块，用于通过所述电池边缘，计算出所述方形电池的四个边角的角点坐标；
立焊焊点计算模块，用于将所述焦点坐标作为参考坐标，计算出立焊焊接点坐标值；
其中，所述电池边缘包括：第一电池长边轮廓直线、第二电池长边轮廓直线、第一电池短边轮廓直线和第二电池短边轮廓直线。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述图像处理模块具体用于：通过图像识别技术，根据电池外壳颜色与背景色的色差，识别电池照片中方形电池边缘。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括立焊模块，用于根据所述焊接点坐标，对所述方形电池上的焊接点进行立焊。
9.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如权利要求1至5任一所述的方法。
10.一种立焊焊接轨迹计算设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述处理器连接的至少一个存储器，其中：
所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至5任一所述的方法。
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