CN109128439A - Cad图纸技术引导机器人自动焊接方法 - Google Patents

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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
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    • B23K9/0953—Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means

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Abstract

本发明涉及一种CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，在三维CAD焊缝图纸上通过三维图进行模拟示教直接标注三维仿真的六轴机器人移动轨迹和姿态；通过坐标变换将上述轨迹和姿态转换为机器人程序或者说机器人能读懂的语言；机器人接收控制指令，采用视觉摄像头对工件特征点进行识别，引导机器人完成焊接。本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，稳定和提高焊接质量，保证其均一性；改善了劳动条件；提高劳动生产率；缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资。

Description

CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体的说，是涉及一种CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法。
背景技术
通常机器人焊接会事先进行示教方式将整个过程走一遍，人工肉眼观察机器人焊枪行走轨迹是否与焊缝线一致，这样其实相当于多走了一遍焊接。有没有在电脑你就能通过焊缝参数给机器人在三维中模拟快速演练一遍。
现在对焊缝曲折无规律的焊接实现自动化在坐标焊接机械手上是无法实现，只能通过人工观察焊缝进行焊接。对多而复杂的焊缝人工可能会遗忘某一道焊缝。
发明内容
针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种的CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法。
本发明所采取的技术方案是：
一种CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，
在三维CAD焊缝图纸上通过三维图进行模拟示教直接标注三维仿真的六轴机器人移动轨迹和姿态；
通过坐标变换将上述轨迹和姿态转换为机器人程序或者说机器人能读懂的语言；
机器人接收控制指令，采用视觉系统摄像头对工件特征点进行识别，引导机器人完成焊接。
优选的是，生成被加工产品的三维CAD图纸，将三维CAD图纸导入控制系统；
控制系统进行仿真驱动；生成六轴机器人行走焊接轨迹；
显示器进行三维仿真示教；
控制系统记录机器人行走焊接轨迹并将机器人行走焊接轨迹转化为机器控制语言；
机器人根据机器控制语言，完成焊接。
在上述任一方案中优选的是，通过视觉成像比对三维CAD图进行图形计算将三维图分解各个三维线条，将三维线条对比三维面轮廓线形成模型与实物的对比和自我修正，确定正确焊接点。
在上述任一方案中优选的是，机器视觉系统的主要工作过程如下：
工件定位检测器探测到工件至接近摄像系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲；
图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲；
摄像机停止目前的扫描，重新开始新的一帧扫描，或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态，启动脉冲到来后启动一帧扫描；
摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构，曝光时间可以事先设定；
另一个启动脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配；
摄像机曝光后，正式开始一帧图像的扫描和输出；
图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据；
图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中；
处理器对图像进行处理、分析、识别，获得测量结果或逻辑控制值；
处理结果控制机器动作、进行定位、纠正运动的误差。
在上述任一方案中优选的是，机器人焊接的详细工作步骤如下：
机器根据模拟的起伏点进行自动焊接，按照开始的模拟轨迹同时通过焊接电流寻位进行补偿焊接。
在上述任一方案中优选的是，通过CAD图纸在模拟焊接轨迹中生成轨迹代码，并且将此代码生成机器人可识别行走代码，将行走代码输出到机器人，机器人接收行走代码，机器人根据行走代码确定运行轨迹，完成焊接作业。
在上述任一方案中优选的是，摄像机采集机器人对工件的焊接作业的图像，将图像传输给视觉成像系统；视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，根据比对结果对机器人的运行轨迹进行修订，完成后续焊接任务。
在上述任一方案中优选的是，存储系统对采集的图像信息，同时记录机器人的运行轨迹。
在上述任一方案中优选的是，机器人焊接过程中由于意外停机，重新上电后，摄像系统采集工件信息，同时确定机器人位置及姿态信息，根据存储的信息和机器人的当前位置及姿态信息，对工件特征点重新进行识别，重新规划机器人的运行轨迹，引导机器人完成焊接。
在上述任一方案中优选的是，视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，比对结果是达到设计误差50%时，系统发出报警，机器人停止焊接，进行人工干预。
在上述任一方案中优选的是，视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，比对结果是超出设计误差范围，系统发出报警，机器人停止焊接。
本发明相对现有技术的有益效果：
本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，(1)稳定和提高焊接质量，保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度和干伸长量等对焊接结果有着决定作用。采用机器人焊接时，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量稳定。而人工焊接时，焊接速度、干伸长量等都是变化的，很难做到质量的均一性。
(2)改善了劳动条件。采用机器人焊接，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、炯雾和飞溅等。对于点焊来说，工人无需搬运笨重的手工焊钳，使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。
(3)提高劳动生产率。机器人可24h连续生产。随着高速高效焊接技术的应用，采用机器人焊接，效率提高得更为明显。
(4)产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是同定的，因此安排生产计划非常明确。
(5)缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。
本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，保证焊缝质量，焊缝更加规则。
附图说明
图1是本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法的工作流程图。
具体实施方式
以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明：
附图1可知，一种CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，
在三维CAD焊缝图纸上通过三维图进行模拟示教直接标注三维仿真的六轴机器人移动轨迹和姿态；
通过坐标变换将上述轨迹和姿态转换为机器人程序或者说机器人能读懂的语言；
机器人接收控制指令，采用视觉系统摄像头对工件特征点进行识别，引导机器人完成焊接。
生成被加工产品的三维CAD图纸，将三维CAD图纸导入控制系统；
控制系统进行仿真驱动；生成六轴机器人行走焊接轨迹；
显示器进行三维仿真示教；
控制系统记录机器人行走焊接轨迹并将机器人行走焊接轨迹转化为机器控制语言；
机器人根据机器控制语言，完成焊接。
通过视觉成像比对三维CAD图进行图形计算将三维图分解各个三维线条，将三维线条对比三维面轮廓线形成模型与实物的对比和自我修正，确定正确焊接点。
机器视觉系统的主要工作过程如下：
工件定位检测器探测到工件至接近摄像系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲；
图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲；
摄像机停止目前的扫描，重新开始新的一帧扫描，或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态，启动脉冲到来后启动一帧扫描；
摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构，曝光时间可以事先设定；
另一个启动脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配；
摄像机曝光后，正式开始一帧图像的扫描和输出；
图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据；
图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中；
处理器对图像进行处理、分析、识别，获得测量结果或逻辑控制值；
处理结果控制机器动作、进行定位、纠正运动的误差。
所述机器人焊接的详细工作步骤如下：
机器根据模拟的起伏点进行自动焊接，按照开始的模拟轨迹同时通过焊接电流寻位进行补偿焊接。
通过CAD图纸在模拟焊接轨迹中生成轨迹代码，并且将此代码生成机器人可识别行走代码，如CNC的G代码一样；将行走代码输出到机器人，机器人接收行走代码，机器人根据行走代码确定运行轨迹，完成焊接作业。
摄像机采集机器人对工件的焊接作业的图像，将图像传输给视觉成像系统；视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，根据比对结果对机器人的运行轨迹进行修订，完成后续焊接任务。
存储系统对采集的图像信息，同时记录机器人的运行轨迹。
机器人焊接过程中由于意外停机，重新上电后，摄像系统采集工件信息，同时确定机器人位置及姿态信息，根据存储的信息和机器人的当前位置及姿态信息，对工件特征点重新进行识别，重新规划机器人的运行轨迹，引导机器人完成焊接。
视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，比对结果是达到设计误差50%时，系统发出报警，机器人停止焊接，进行人工干预。
视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，比对结果是超出设计误差范围，系统发出报警，机器人停止焊接。
本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，(1)稳定和提高焊接质量，保证其均一性。焊接参数如焊接电流、电压、焊接速度和干伸长量等对焊接结果有着决定作用。采用机器人焊接时，每条焊缝的焊接参数都是恒定的，焊缝质量受人为因素影响较小，降低了对工人操作技术的要求，因此焊接质量稳定。而人工焊接时，焊接速度、干伸长量等都是变化的，很难做到质量的均一性。
(2)改善了劳动条件。采用机器人焊接，工人只需要装卸工件，远离了焊接弧光、炯雾和飞溅等。对于点焊来说，工人无需搬运笨重的手工焊钳，使工人从高强度的体力劳动中解脱出来。
(3)提高劳动生产率。机器人可24h连续生产。随着高速高效焊接技术的应用，采用机器人焊接，效率提高得更为明显。
(4)产品周期明确，容易控制产品产量。机器人的生产节拍是同定的，因此安排生产计划非常明确。
(5)缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资。可实现小批量产品的焊接自动化。机器人与专机的最大区别就是可以通过修改程序以适应不同工件的生产。
本发明CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，保证焊缝质量，焊缝更加规则。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明的技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于，
在三维CAD焊缝图纸上通过三维图进行模拟示教直接标注三维仿真的六轴机器人移动轨迹和姿态；
通过坐标变换将上述轨迹和姿态转换为机器人程序或者说机器人能读懂的语言；
机器人接收控制指令，采用视觉系统摄像头对工件特征点进行识别，引导机器人完成焊接。
2.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：生成被加工产品的三维CAD图纸，将三维CAD图纸导入控制系统；
控制系统进行仿真驱动；生成六轴机器人行走焊接轨迹；
显示器进行三维仿真示教；
控制系统记录机器人行走焊接轨迹并将机器人行走焊接轨迹转化为机器控制语言；
机器人根据机器控制语言，完成焊接。
3.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：通过视觉成像比对三维CAD图进行图形计算将三维图分解各个三维线条，将三维线条对比三维面轮廓线形成模型与实物的对比和自我修正，确定正确焊接点。
4.根据权利要求3所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于，机器视觉系统的主要工作过程如下：
工件定位检测器探测到工件至接近摄像系统的视野中心，向图像采集部分发送触发脉冲；
图像采集部分按照事先设定的程序和延时，分别向摄像机和照明系统发出启动脉冲；
摄像机停止目前的扫描，重新开始新的一帧扫描，或者摄像机在启动脉冲来到之前处于等待状态，启动脉冲到来后启动一帧扫描；
摄像机开始新的一帧扫描之前打开曝光机构，曝光时间可以事先设定；
另一个启动脉冲打开灯光照明，灯光的开启时间应该与摄像机的曝光时间匹配；
摄像机曝光后，正式开始一帧图像的扫描和输出；
图像采集部分接收模拟视频信号通过A/D将其数字化，或者是直接接收摄像机数字化后的数字视频数据；
图像采集部分将数字图像存放在处理器或计算机的内存中；
处理器对图像进行处理、分析、识别，获得测量结果或逻辑控制值；
处理结果控制机器动作、进行定位、纠正运动的误差。
5.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：所述机器人焊接的详细工作步骤如下：
机器根据模拟的起伏点进行自动焊接，按照开始的模拟轨迹同时通过焊接电流寻位进行补偿焊接。
6.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：通过CAD图纸在模拟焊接轨迹中生成轨迹代码，并且将此代码生成机器人可识别行走代码，将行走代码输出到机器人，机器人接收行走代码，机器人根据行走代码确定运行轨迹，完成焊接作业。
7.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：摄像机采集机器人对工件的焊接作业的图像，将图像传输给视觉成像系统；视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，根据比对结果对机器人的运行轨迹进行修订，完成后续焊接任务。
8.根据权利要求1所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：存储系统对采集的图像信息，同时记录机器人的运行轨迹。
9.根据权利要求7所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：机器人焊接过程中由于意外停机，重新上电后，摄像系统采集工件信息，同时确定机器人位置及姿态信息，根据存储的信息和机器人的当前位置及姿态信息，对工件特征点重新进行识别，重新规划机器人的运行轨迹，引导机器人完成焊接。
10.根据权利要求9所述CAD图纸技术引导机器人自动焊接方法，其特征在于：视觉成像系统将采集的三维图分解各个三维线条，将三维线条与存储的三维面轮廓线比对，比对结果是达到设计误差50%时，系统发出报警，机器人停止焊接，进行人工干预。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204720A1 (en) 2019-04-05 2020-10-08 Voortman Steel Machinery Holding B.V. A method for automatic welding of a structural steel assembly and an automatic welding system for welding of a structural steel assembly
CN112488870A (zh) * 2020-12-01 2021-03-12 四川航天长征装备制造有限公司 一种导管成型工艺信息特征自动提取系统及方法
CN113245731A (zh) * 2021-01-19 2021-08-13 唐山英莱科技有限公司 基于视觉反馈的离线编程式fanuc焊接机器人的新型编程方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10277741A (ja) * 1997-04-08 1998-10-20 Nippon Kokan Light Steel Kk 金属製箱状構造体の自動溶接装置の製造管理方法及び製造管理装置
CN104384765A (zh) * 2014-10-14 2015-03-04 江苏湃锐自动化科技有限公司 基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置
CN104722926A (zh) * 2015-03-18 2015-06-24 江苏长江重工科技有限公司 一种机器人三维激光自动切割系统及其切割方法
CN105983802A (zh) * 2015-03-06 2016-10-05 扬州中集通华专用车有限公司 一种焊接机器人控制系统和方法
CN106583974A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 南京合信智能装备有限公司 一种无需编程结构件激光快速寻位焊接系统及焊接方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10277741A (ja) * 1997-04-08 1998-10-20 Nippon Kokan Light Steel Kk 金属製箱状構造体の自動溶接装置の製造管理方法及び製造管理装置
CN104384765A (zh) * 2014-10-14 2015-03-04 江苏湃锐自动化科技有限公司 基于三维模型与机器视觉的自动焊接方法及焊接装置
CN105983802A (zh) * 2015-03-06 2016-10-05 扬州中集通华专用车有限公司 一种焊接机器人控制系统和方法
CN104722926A (zh) * 2015-03-18 2015-06-24 江苏长江重工科技有限公司 一种机器人三维激光自动切割系统及其切割方法
CN106583974A (zh) * 2016-12-16 2017-04-26 南京合信智能装备有限公司 一种无需编程结构件激光快速寻位焊接系统及焊接方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020204720A1 (en) 2019-04-05 2020-10-08 Voortman Steel Machinery Holding B.V. A method for automatic welding of a structural steel assembly and an automatic welding system for welding of a structural steel assembly
NL2022872B1 (en) * 2019-04-05 2020-10-08 Voortman Steel Machinery Holding B V A method for automatic welding of a structural steel assembly and an automatic welding system for welding of a structural steel assembly
CN112488870A (zh) * 2020-12-01 2021-03-12 四川航天长征装备制造有限公司 一种导管成型工艺信息特征自动提取系统及方法
CN113245731A (zh) * 2021-01-19 2021-08-13 唐山英莱科技有限公司 基于视觉反馈的离线编程式fanuc焊接机器人的新型编程方法

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