CN111958115B - 一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法，其具体使用方法为：先将机器人、传感器、焊接设备都通过同一块滑块固定在导轨上，形成快速手眼标定装置，机器人和传感器相对于导轨的滑动块位置不变，标定块位于焊接的常规高度，而且标定块相对于导轨基座是位置不变的；本发明将传感器和机器人同时固定在滑轨上，同时存在于工架上，标定时，标定块上有传感器可以准确识别的标志点，而且有这些标志点的相对精确位置，即知道其中的某几个点就可以推算出其他的点位；当需要再次标定时，如果只是机器人发生了变化，则只需标定步骤里面的第二步既可以，如果只是传感器发生了变化，则只需进行标定步骤里面的第一步即可以简单方便，避免误差产生。

Description

一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法
技术领域
本发明涉及一种焊接领域，尤其涉及一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法。
背景技术
在焊接领域，有越来越多的自动化焊接需求。但在焊接时难以保证来料的一致性，尤其是对大幅面的产品进行焊接时，因此焊接设备需要视觉引导才能消除来料不一致造成的影响。传感器经常用于焊接轨迹的扫描识别，然后将识别路径转换成机器人的焊接轨迹，在这个转换的过程中用到的转换关系就来自于手眼标定的结果。为了在焊接过程中提高焊接效率，一般都是采用边扫边焊的扫描焊接模式，而且也很多轨迹并不是直线，是复杂多变的，这就需要在焊接的过程中不断改变机器人的焊接轨迹。在这种情况下就需要用眼手分离模式，即传感器不能安装在机器人的末端工件上。在进行手眼分离的手眼标定时，需要采集多组数据，每组数据包括机器人的姿态信息和传感器的读值信息，利用这些信息就可以执行手眼标定算法。但获取这些信息一般需要很长的时间，一旦机器人发生碰撞或传感器进行了更换就需要重新进行标定操作，这些工作费事费力，而且容易产生人为的误差。
发明内容
根据以上技术问题，本发明提供一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法，其具体使用方法为：
先将机器人、焊接设备都通过同一块滑块固定在导轨上，所述传感器设置在导轨一端，形成快速手眼标定装置，机器人和传感器相对于导轨的滑动块位置不变，标定块位于焊接的常规高度，而且标定块相对于导轨基座是位置不变的；
标定块上有传感器可以准确识别的标志点，而且有这些标志点的相对精确位置，即知道其中的某几个点就可以推算出其他的点位；
标定步骤分为两步，第一步：导轨带动滑块上的装置组合以较低的速度匀速通过标定块，传感器会扫描到标定块的三维点云数据，并识别标志点在激光轮廓下的数值；第二步，导轨会带动滑块上的装置到合适的位置，使得机器人能够示教出几个标志点，然后推算出其他标志点的机器人位置，或者直接示教出所有标志点的机器人位置，这样就具有了全部的标定数据；
需要再次标定时，如果只是机器人发生了变化，则只需标定步骤里面的第二步既可以，如果只是传感器发生了变化，则只需进行标定步骤里面的第一步即可以。
本发明的有益效果为：本发明将传感器和机器人同时固定在滑轨上，同时存在于工架上，标定时，标定块上有传感器可以准确识别的标志点，而且有这些标志点的相对精确位置，即知道其中的某几个点就可以推算出其他的点位；当需要再次标定时，如果只是机器人发生了变化，则只需标定步骤里面的第二步既可以，如果只是传感器发生了变化，则只需进行标定步骤里面的第一步即可以简单方便，避免误差产生。
附图说明
图1为本发明工作流程图；
图2为本发明装置结构图。
如图，导轨1、机器人2、焊接设备3、传感器4、标定块5。
具体实施方式
实施例1
本发明提供一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法，其具体使用方法为：
先将机器人、焊接设备都通过同一块滑块固定在导轨上，所述传感器设置在导轨一端，形成快速手眼标定装置，机器人和传感器相对于导轨的滑动块位置不变，标定块位于焊接的常规高度，而且标定块相对于导轨基座是位置不变的；
标定块上有传感器可以准确识别的标志点，而且有这些标志点的相对精确位置，即知道其中的某几个点就可以推算出其他的点位；
标定步骤分为两步，第一步：导轨带动滑块上的装置组合以较低的速度匀速通过标定块，传感器会扫描到标定块的三维点云数据，并识别标志点在激光轮廓下的数值；第二步，导轨会带动滑块上的装置到合适的位置，使得机器人能够示教出几个标志点，然后推算出其他标志点的机器人位置，或者直接示教出所有标志点的机器人位置，这样就具有了全部的标定数据；
需要再次标定时，如果只是机器人发生了变化，则只需标定步骤里面的第二步既可以，如果只是传感器发生了变化，则只需进行标定步骤里面的第一步即可以。
实施例2
手眼标定需要的数据：
至少6组数据，每组数据为(Pr，Pl)
Pr表示物理空间中的某个点在机器人工具坐标系下的坐标
Pl表示线激光坐标系下的坐标
Pr,Pl分别获取，他们之间相对独立，其中一个失效后可以单独更新其内容，Pr手动获取(或部分手动获取)，Pl自动获取。
步骤1：激光器移动或更换后的Pl自动获取流程
假设条件：
1.激光标块和导轨相对位置固定。
2.激光器Z方向和标定的平面大概成45度角。
流程如下：
1.导轨带动激光器匀速扫描标定块，扫描区域大与标定块区域，确保整个标定块被完全扫描，假设导轨的方向是Y方向，传感器的读值是X,Z坐标轴的数值。
2.利用标志点检测算法，检测出每个标志点，标志点对应的激光器的数值即为Pl。
3.如果机器人没有发送碰撞和移动，则之前的Pr还是有效的，则直接调用手眼标定算法即可完成手眼标定。
步骤2：机器人发生移动或更换后的Pr更新流程
流程如下：
1.自动走到第一点的安全区域，通过TPU手动微调，示教出几个标志点的机器人位置或所有标志的机器人位置。
2.如果上一步只是示教出几个标志点定位机器人位置，则根据标定块本身的数据，推算出其余标志点的机器人位置。
3.得到所有Pr后，联合有效的Pl进行手眼标定。
如果传感器和机器人都发生了移动，则步骤1和步骤2都需要执行。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本发明提到的各个部件为现有领域常见技术，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种用于激光焊缝跟踪的快速手眼标定方法，其具体使用方法为：
先将机器人、焊接设备都通过同一块滑块固定在导轨上，传感器设置在导轨一端，形成快速手眼标定装置，机器人和传感器相对于导轨的滑动块位置不变，标定块位于焊接的常规高度，而且标定块相对于导轨基座是位置不变的；
标定块上有传感器可以准确识别的标志点，而且有这些标志点的相对精确位置，即知道其中的某几个点就可以推算出其他的点位；
标定步骤分为两步，第一步：导轨带动滑块上的装置组合以较低的速度匀速通过标定块，传感器会扫描到标定块的三维点云数据，并识别标志点在激光轮廓下的数值Pl；
第二步，导轨会带动滑块上的装置到合适的位置，使得机器人能够示教出几个标志点，然后推算出其他标志点的机器人位置，或者直接示教出所有标志点的机器人位置Pr，这样就具有了全部的标定数据，得到所有Pr后，联合有效的Pl进行手眼标定；
需要再次标定时，如果只是机器人发生了变化，则只需标定步骤里面的第二步即可以，如果只是传感器发生了变化，则只需进行标定步骤里面的第一步即可以。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113701626B (zh) * 2021-08-10 2023-08-04 哈尔滨岛田大鹏工业股份有限公司 汽车纵梁3d机器视觉检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265552B1 (ko) * 2012-02-23 2013-05-20 대우조선해양 주식회사 용접로봇 이지티칭 장치 및 그 용접방법
CN111318783A (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 陕西丝路机器人智能制造研究院有限公司 一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102566574B (zh) * 2012-01-20 2014-12-31 北人机器人系统（苏州）有限公司 一种基于激光传感的机器人轨迹生成方法及装置
CN103752992B (zh) * 2014-01-03 2016-01-20 杭州菲达环保技术研究院有限公司 一种角焊缝识别装置及其焊接控制方法
CN105058396A (zh) * 2015-07-31 2015-11-18 深圳先进技术研究院 机器人示教系统及其控制方法
CN105500345A (zh) * 2016-01-21 2016-04-20 烟台拓伟机械有限公司 分离式机器人拖动示教手柄及其示教方法
CN205394573U (zh) * 2016-02-22 2016-07-27 青岛德林科姆电子科技有限公司 一种用于机器人位置的三维补偿系统
JP7023094B2 (ja) * 2017-12-05 2022-02-21 日本電産サンキョー株式会社 ロボット
CN109940626B (zh) * 2019-01-23 2021-03-09 浙江大学城市学院 一种基于机器人视觉的画眉机器人系统的控制方法
CN111482964A (zh) * 2020-04-17 2020-08-04 上海智殷自动化科技有限公司 一种新的机器人手眼标定方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101265552B1 (ko) * 2012-02-23 2013-05-20 대우조선해양 주식회사 용접로봇 이지티칭 장치 및 그 용접방법
CN111318783A (zh) * 2020-03-27 2020-06-23 陕西丝路机器人智能制造研究院有限公司 一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法

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