CN108907408A - 一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。本发明通过特征识别相机和测量感应器结合，对机器人上提取的焊缝特征的图片进行坐标化，在空间中对曲线的焊缝形状利用点进行表示，然后控制焊枪对点依次进行焊接，同时通过消除本身存在的位置差异，避免焊缝位置的误差，提高焊缝的精度，焊枪采用球头座的形式便于空间中的移动，使得焊接精度更高，焊接位置也更加灵活，通过测试数据确定焊接位置，自动化程度更高，便于操作。
Description
技术领域
本发明涉及曲线焊缝领域，具体为一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法。
背景技术
在弧焊机器人的自动化焊缝控制过程中,有很多原因导致误差产生，例如焊缝工件在位姿与尺寸上不可预知的误差，其中既有加工和装配过程中的误差所导致的焊缝位置尺寸变化，也有焊缝过程中工件受热等原因所造成的变形。
通常解决上述问题是通过严格控制生产过程中的加工精度，减少环境以及应用中的误差，但是者需要增加企业的生产成本，以及时间成本，造成企业的额外负担。
另一种解决方式是通过焊缝跟踪技术进一步提升机器人焊缝自动化以及智能化程度，根据现场焊缝的特点，由检测传感器导引机器人完成对焊缝的跟踪，通常这种跟踪方式为在线跟踪，但是由于焊缝位置的移动，同时焊缝部位多为曲线，若焊接不精确则会影响机器人的运动，造成焊缝后的机器人活动精度差，同时由于焊缝位置的变化，无法消除差值，使得焊缝定位不够精确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，以解决上述背景技术中提出根据现场焊缝的特点，由检测传感器导引机器人完成对焊缝的跟踪，通常这种跟踪方式为在线跟踪，但是由于焊缝位置的移动，同时焊缝部位多为曲线，若焊接不精确则会影响机器人的运动，造成焊缝后的机器人活动精度差，同时由于焊缝位置的变化，无法消除差值，使得焊缝定位不够精确的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，包括如下步骤：
步骤一：将工业机器人固定在焊缝夹具上，获取焊枪、测量感应器和特征识别相机安装的坐标位置，并计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值；
步骤二：通过移动焊缝夹具将机器人移至特征识别相机的下方，通过特征识别相机对焊缝位置进行拍摄，并对焊缝位置的特征信息进行提取；
步骤三：根据步骤一中获取的特征识别相机和测量感应器的坐标位置，移动焊缝夹具至测量感应器的下方，通过测量感应器将提取的焊缝位置进行点的分化，将曲线焊缝按距离等分，得到需要焊缝的路径点，以焊缝起点开始，以焊缝终点结束，将焊缝点的位置进行坐标定位，并将坐标存入数据库中；
步骤四：根据步骤一中获取的测量感应器和焊枪的坐标位置，移动焊缝夹具至焊枪的下方，根据计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值调整焊缝夹具的位置，再根据步骤三中焊缝点坐标的数值确定焊缝点，通过焊枪对焊缝点依次进行焊缝。
作为本发明的一种优选实施例，焊缝夹具的底部设置有多级滑轨，且滑轨设置有X轴方向和Y轴方向，同时滑轨上设置有刻度线，焊缝夹具的底部安装有微调结构。
作为本发明的一种优选实施例，测量感应器测量的焊缝点以特征识别相机所提取的信息为依据，对提取点进行坐标化，同时坐标是以焊缝部位建立的坐标关系。
作为本发明的一种优选实施例，选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。
作为本发明的一种优选实施例，焊缝轨迹表达为点与点的连接轨迹。
作为本发明的一种优选实施例，焊枪底座为球形底座。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过特征识别相机和测量感应器结合，对机器人上提取的焊缝特征的图片进行坐标化，在空间中对曲线的焊缝形状利用点进行表示，然后控制焊枪对点依次进行焊接，同时通过消除本身存在的位置差异，避免焊缝位置的误差，提高焊缝的精度，焊枪采用球头座的形式便于空间中的移动，使得焊接精度更高，焊接位置也更加灵活，通过测试数据确定焊接位置，自动化程度更高，同时也便于操作。
附图说明
图1为本发明的焊接用装置结构示意图。
图中：1、底座；2、安装架；3、焊枪；4、测量感应器；5、特征识别相机；6、焊缝夹具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
作为本发明的一种优选实施例，一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将工业机器人固定在焊缝夹具6上，获取焊枪3、测量感应器4和特征识别相机5安装的坐标位置，并计算焊枪3、测量感应器4和特征识别相机5的坐标差值；
步骤二：通过移动焊缝夹具将机器人移至特征识别相机5的下方，通过特征识别相机5对焊缝位置进行拍摄，并对焊缝位置的特征信息进行提取；
步骤三：根据步骤一中获取的特征识别相机5和测量感应器4的坐标位置，移动焊缝夹具6至测量感应器4的下方，通过测量感应器4将提取的焊缝位置进行点的分化，将曲线焊缝按距离等分，得到需要焊缝的路径点，以焊缝起点开始，以焊缝终点结束，将焊缝点的位置进行坐标定位，并将坐标存入数据库中；
步骤四：根据步骤一中获取的测量感应器4和焊枪3的坐标位置，移动焊缝夹具6至焊枪3的下方，根据计算焊枪3、测量感应器4和特征识别相机5的坐标差值调整焊缝夹具6的位置，再根据步骤三中焊缝点坐标的数值确定焊缝点，通过焊枪3对焊缝点依次进行焊缝。
如图1所示，整个焊接过程用到的部件包括底座1、安装架2、焊枪3、测量感应器4、特征识别相机5和焊缝夹具6。
本实施例中将需要焊接的机器人放置在焊缝夹具6上进行固定，然后移动至特征识别相机5下方进行特征采集，信息采集结束之后再移至测量感应器4下方，然后根据特征信息将焊缝的位置建立坐标，再利用测量感应器4测量焊缝位置上的点坐标，通过确定焊缝位置的坐标然后将数据存入数据库中，再移动至焊枪的下方，首先通过计算焊枪3、测量感应器4和特征识别相机5的位置差异，然后通过调节焊接夹具6的位置消除本身具有的位置差异，使得焊接更佳精确。
作为本发明的一种优选实施例，焊缝夹具6的底部设置有多级滑轨，且滑轨设置有X轴方向和Y轴方向，同时滑轨上设置有刻度线，焊缝夹具6的底部安装有微调结构。
本实施例中焊缝夹具6底部的多级滑轨，可使得焊接夹6具沿着多级滑轨进行调节位置，使得可以消除焊枪3、测量感应器4和特征识别相机5的位置差异，避免因为本身的位置差异影响焊缝的位置，同时滑轨上设置有刻度线便于精确的调节移动距离，微调结构也使得调整更加便捷。
作为本发明的一种优选实施例，测量感应器4测量的焊缝点以特征识别相机5所提取的信息为依据，对提取点进行坐标化，同时坐标是以焊缝部位建立的坐标关系。
本实施例中首先通过特征识别相机5所提取的信息为依据，可以减少测量的数据，方便操作，同时利用特征信息可以更加精确的进行测量，同时测量感应器在测量的过程中对应特征信息可更好的取点，使得曲线焊缝的轨迹更加精确。
作为本发明的一种优选实施例，选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。
本实施例中利用空间坐标确定焊缝曲线，然后通过焊缝曲线进行焊缝，减少了人工寻找焊缝位置的时间，同时也使得操作更加精确。
作为本发明的一种优选实施例，焊缝轨迹表达为点与点的连接轨迹。
本实施例中点与点确认曲线的数据量小，同时通过多个点也可以精确计算出曲线的形状，便于焊接点的确定，同时也可根据精度确定焊接点的数量。
作为本发明的一种优选实施例，焊枪底座1为球形底座。
本实施例中球头座使得焊枪的位置调节更加灵活。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将工业机器人固定在焊缝夹具上，获取焊枪、测量感应器和特征识别相机安装的坐标位置，并计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值；
步骤二：通过移动焊缝夹具将机器人移至特征识别相机的下方，通过特征识别相机对焊缝位置进行拍摄，并对焊缝位置的特征信息进行提取；
步骤三：根据步骤一中获取的特征识别相机和测量感应器的坐标位置，移动焊缝夹具至测量感应器的下方，通过测量感应器将提取的焊缝位置进行点的分化，将曲线焊缝按距离等分，得到需要焊缝的路径点，以焊缝起点开始，以焊缝终点结束，将焊缝点的位置进行坐标定位，并将坐标存入数据库中；
步骤四：根据步骤一中获取的测量感应器和焊枪的坐标位置，移动焊缝夹具至焊枪的下方，根据计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值调整焊缝夹具的位置，再根据步骤三中焊缝点坐标的数值确定焊缝点，通过焊枪对焊缝点依次进行焊缝。
2.根据权利要求1所述的一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于：焊缝夹具的底部设置有多级滑轨，且滑轨设置有X轴方向和Y轴方向，同时滑轨上设置有刻度线，焊缝夹具的底部安装有微调结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于：测量感应器测量的焊缝点以特征识别相机所提取的信息为依据，对提取点进行坐标化，同时坐标是以焊缝部位建立的坐标关系。
4.根据权利要求3所述的一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于：选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。
5.根据权利要求4所述的一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于：所述焊缝轨迹表达为点与点的连接轨迹。
6.根据权利要求1所述的一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，其特征在于：所述焊枪底座为球形底座。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111451611A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-28 | 六安市龙兴汽车零部件有限公司 | 一种基于云计算的智能焊接机器人控制系统 |
| CN114603566A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-06-10 | 季华实验室 | 机器人焊接轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014907A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 北京创想智控科技有限公司 | 自动检测跟踪焊缝的方法 |
| CN105728972A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-06 | 河北工业大学 | 一种凹凸形变角焊缝自适应跟踪控制装置及其控制方法 |
| CN105798431A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-07-27 | 天津智通机器人有限公司 | 弧焊机器人焊接的曲线在线焊缝跟踪方法 |
| CN106392267A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法 |
| CN107378324A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-24 | 华南理工大学 | 一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统及方法 |
| CN107999955A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种六轴工业机器人线激光焊缝自动跟踪系统及方法 |
-
2018
- 2018-08-04 CN CN201810881913.7A patent/CN108907408A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104014907A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 北京创想智控科技有限公司 | 自动检测跟踪焊缝的方法 |
| CN105728972A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-06 | 河北工业大学 | 一种凹凸形变角焊缝自适应跟踪控制装置及其控制方法 |
| CN105798431A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-07-27 | 天津智通机器人有限公司 | 弧焊机器人焊接的曲线在线焊缝跟踪方法 |
| CN106392267A (zh) * | 2016-11-28 | 2017-02-15 | 华南理工大学 | 一种六自由度焊接机器人线激光实时焊缝跟踪方法 |
| CN107378324A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-24 | 华南理工大学 | 一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统及方法 |
| CN107999955A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-08 | 华南理工大学 | 一种六轴工业机器人线激光焊缝自动跟踪系统及方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111451611A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-28 | 六安市龙兴汽车零部件有限公司 | 一种基于云计算的智能焊接机器人控制系统 |
| CN114603566A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-06-10 | 季华实验室 | 机器人焊接轨迹生成方法、装置、电子设备及存储介质 |
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