CN114669925A - 钢梁附件智能焊接方法 - Google Patents

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陈民忠
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Abstract

本发明公开了一种钢梁附件智能焊接方法，包括：为附件分别创建模板，模板上设置角点和抓取位置；将附件依次摆放至平台，附件不得倾斜且相邻附件之间存在间隔；沿平台进行附件扫描，对扫描到的附件实时进行距离测定，并对扫描出的附件的图片进行图像分析，将图像分析出的附件形状与创建的模板进行比对，对比对成功的附件进行抓取位置和距离位置的识别记忆；将钢梁固定在翻转变位机上，并对钢梁进行定位；装配机器人将所需焊接的附件按抓取位置进行抓取，并摆放至钢梁的指定位置，对附件进行点焊；所有附件点焊完毕后进行焊接加固。本发明实现附件智能选取，减少人力参与，提高作业安全性和作业效率，利于实现钢梁附件焊接全程自动化。

Description

钢梁附件智能焊接方法
技术领域
本发明涉及钢梁焊接技术领域，尤其涉及一种钢梁附件智能焊接方法。
背景技术
建筑钢梁因强度高、自重轻、塑性好等优点，在厂房、场馆、超高层等大跨度、超高型或者超重型建筑物中使用广泛。在生产建筑钢梁的过程中，根据钢梁连接等多种需求，其上均灵活设计和焊接有各种各样的附件。
目前，钢梁附件焊接仍延续较原始的焊接工艺，在附件选取、焊接位置确定、附件点焊、钢梁翻转、附件焊接加固各个工序，均需参与较大的人力劳动，人工劳动强度大、作业效率低、作业质量差、安全性差等问题始终存在。为此，需提供一种附件自动焊接方案，以改善上述现状。而钢梁附件焊接要实现自动化，附件的选取是解决难点，附件选取若不能智能化、自动化，则附件在钢梁上的摆放、附件点焊等，就始终无法摆脱大量的人力劳动，现阶段的附件焊接现状就得不到明显改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种实现附件智能选取，减少人力参与，提高作业安全性和作业效率，利于实现钢梁附件焊接全程自动化的钢梁附件智能焊接方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：钢梁附件智能焊接方法，包括：
第一步，模板创建：为钢梁上所需焊接的附件分别创建模板，所述模板上设置对应附件的角点和抓取位置；
第二步，附件铺放：将所述附件依次摆放至平台上，所述附件不得倾斜且相邻附件之间存在间隔；
第三步，附件识别：通过视觉系统沿所述平台进行附件扫描，对扫描到的附件实时进行距离测定，并对扫描出的附件的图片进行图像分析，将图像分析出的附件形状与创建的模板进行比对，对比对成功的附件进行抓取位置和距离位置的识别记忆；
第四步，附件拾取点焊：将需要焊接附件的钢梁固定在翻转变位机上，并对钢梁进行定位；装配机器人通过识别记忆，将所需焊接的附件按对应的抓取位置进行抓取，抓取后根据钢梁的定位将附件摆放至钢梁的指定位置，使用焊接机器人对摆放好位置的附件进行点焊；
第五步，附件加固：钢梁上所有附件点焊完毕后，使用所述焊接机器人对所有附件进行焊接加固。
作为优选的技术方案，附件识别步骤中，所述视觉系统包括2D图像拍摄器、图像采集卡和识别主机，所述识别主机进行图像分析设置。
作为优选的技术方案，附件识别步骤中，图像分析方法包括图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像识别。
作为优选的技术方案，附件识别步骤中，通过激光测距对扫描到的附件实时进行距离测定。
作为优选的技术方案，附件拾取点焊步骤中，钢梁定位的方法包括：在所述翻转变位机的一侧设置沿钢梁长度方向活动的钢梁位置检测器，所述钢梁位置检测器在钢梁固定后，对钢梁的端部进行检测，检测到的钢梁端部的坐标作为钢梁的定位位置。
作为优选的技术方案，所述翻转变位机在附件拾取点焊步骤和附件加固步骤中，对钢梁进行翻转配合。
由于采用了上述技术方案，本发明通过对附件形状与建模库里的模板的对比，对附件形成识别，识别的同时得到附件的位置信息，装配机器人可容易根据抓取位置和距离位置，实现对指定附件的智能选取。在钢梁定位后，装配机器人可容易根据定位进行附件摆放，以此在点焊之前，显著减少了人力参与，提高了作业安全性和作业效率，利于实现钢梁附件焊接全程自动化。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1是本发明实施例的原理图；
图2是本发明实施例应用时的系统结构示意图。
图中：1-控制主机；2-平台；3-视觉系统；31-2D图像拍摄器；32-图像采集卡；33-识别主机；4-翻转变位机；5-装配机器人；6-焊接机器人；7-钢梁；8-附件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1和图2所示，钢梁附件智能焊接方法，包括：第一步，模板创建：为钢梁7上所需焊接的附件8分别创建模板，所述模板上设置对应附件8的角点和抓取位置。创建的模板形成一个基准或者期望值，存在于控制主机1当中。
第二步，附件8铺放：将所述附件8依次摆放至平台2上，摆放后姿态随意，但所述附件8不得倾斜且相邻附件8之间存在间隔。所述平台2应具有能使附件8稳定铺放的平面，且附件8在所述平台2上以大致为直线的方向依次摆放。优选地，所述附件8在摆放前进行去毛刺处理。
第三步，附件8识别：通过视觉系统3沿所述平台2进行附件8扫描，对扫描到的附件8实时进行距离测定，并对扫描出的附件8的图片进行图像分析，将图像分析出的附件8形状与创建的模板进行比对，对比对成功的附件8进行抓取位置和距离位置的识别记忆。
本实施例通过激光测距对扫描到的附件8实时进行距离测定。所述视觉系统3包括2D图像拍摄器31、图像采集卡32和识别主机33，所述2D图像拍摄器31从上到下对铺放的附件8进行2D图像拍摄，所述图像采集卡32接收拍摄出的图像，并显示给所述识别主机33，所述识别主机33内安装图像处理软件，以进行图像分析。其中，所述2D图像拍摄器31可采用高清相机等实现。图像分析方法包括图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像识别。
第四步，附件8拾取点焊：将需要焊接附件8的钢梁7固定在翻转变位机4上，并对钢梁7进行定位；装配机器人5通过识别记忆，将所需焊接的附件8按对应的抓取位置进行抓取，抓取后根据钢梁7的定位将附件8摆放至钢梁7的指定位置，使用焊接机器人6对摆放好位置的附件8进行点焊。
本实施例钢梁7定位的方法包括：在所述翻转变位机4的一侧设置沿钢梁7长度方向活动的钢梁7位置检测器，所述钢梁7位置检测器在钢梁7固定后，对钢梁7的端部进行检测，检测到的钢梁7端部的坐标作为钢梁7的定位位置。当然在实际使用时，也应对钢梁7创建模板，并将附件8的模板与钢梁7的模板共同建模，以利于所述装配机器人5能将附件8，通过建模定位，快速进行附件8在钢梁7上的精确摆放。在钢梁7某一侧面的附件8点焊完毕后，所述翻转变位机4对钢梁7进行翻转配合。
第五步，附件8加固：钢梁7上所有附件8点焊完毕后，使用所述焊接机器人6对所有附件8进行焊接加固。此步骤中，在钢梁7某一侧面的附件8焊接完毕时，所述翻转变位机4同样进行翻转配合。
本实施例通过对附件8形状与建模库里的模板的对比，对附件8形成识别，识别的同时得到附件8的位置信息，装配机器人5可容易根据抓取位置和距离位置，实现对指定附件8的智能选取。在钢梁7定位后，装配机器人5可容易根据定位进行附件8摆放，以此在点焊之前，显著减少了人力参与，提高了作业安全性和作业效率，利于实现钢梁7附件8焊接全程自动化。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。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 (6)

1.钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：包括：
第一步，模板创建：为钢梁上所需焊接的附件分别创建模板，所述模板上设置对应附件的角点和抓取位置；
第二步，附件铺放：将所述附件依次摆放至平台上，所述附件不得倾斜且相邻附件之间存在间隔；
第三步，附件识别：通过视觉系统沿所述平台进行附件扫描，对扫描到的附件实时进行距离测定，并对扫描出的附件的图片进行图像分析，将图像分析出的附件形状与创建的模板进行比对，对比对成功的附件进行抓取位置和距离位置的识别记忆；
第四步，附件拾取点焊：将需要焊接附件的钢梁固定在翻转变位机上，并对钢梁进行定位；装配机器人通过识别记忆，将所需焊接的附件按对应的抓取位置进行抓取，抓取后根据钢梁的定位将附件摆放至钢梁的指定位置，使用焊接机器人对摆放好位置的附件进行点焊；
第五步，附件加固：钢梁上所有附件点焊完毕后，使用所述焊接机器人对所有附件进行焊接加固。
2.如权利要求1所述的钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：附件识别步骤中，所述视觉系统包括2D图像拍摄器、图像采集卡和识别主机，所述识别主机进行图像分析设置。
3.如权利要求1所述的钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：附件识别步骤中，图像分析方法包括图像增强、图像平滑、边缘锐化、图像分割和图像识别。
4.如权利要求1所述的钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：附件识别步骤中，通过激光测距对扫描到的附件实时进行距离测定。
5.如权利要求1所述的钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：附件拾取点焊步骤中，钢梁定位的方法包括：在所述翻转变位机的一侧设置沿钢梁长度方向活动的钢梁位置检测器，所述钢梁位置检测器在钢梁固定后，对钢梁的端部进行检测，检测到的钢梁端部的坐标作为钢梁的定位位置。
6.如权利要求1所述的钢梁附件智能焊接方法，其特征在于：所述翻转变位机在附件拾取点焊步骤和附件加固步骤中，对钢梁进行翻转配合。
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