CN114952059B - 一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统 - Google Patents

一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统包括：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料，获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称，根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤，完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示，用以在协作机器人实现自动化的基础上，在其执行焊接工作的前、中、后实施全方位检查，保证自动化焊接正常进行。

Description

一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，特别涉及一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统。
背景技术
协作型机器人作为一种新型的工业机器人，扫除了人机协作的障碍，让机器人彻底摆脱护栏或围笼的束缚，其开创性的产品性能和广泛的应用领域，为工业机器人的发展开启了新时代。如今协作机器人被广泛应用于多个技术领域。同样也是焊接技术界的宠儿，目前国内外机器人自动化焊接行业，都在不同的方向进行创新或者改进以满足不同的焊接需要，但是目前所使用的协作机器人只能按照特定的轨迹实现焊接，不具有智能性，更无法判断所焊接的两块材料是否正确。
鉴于此，本发明提供一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统，本发明中的协作机器人不仅可以实现自动焊接，并且在焊接工作前对焊接材料进行分辨，避免产生残次品，又在完成焊接工作后对成品进行一次细节对比检查，判断其细节是否满足要求，实现了智能化的自动焊接。
发明内容
本发明提供的一种基于协作机器人的自动化焊接方法及系统，用以在进行焊接前在材料存放区域获取焊接所需的原材料，然后根据焊接图纸和焊接工艺的指示进行焊接，并在焊接完成将成品和焊接图纸进行对比，分析成品是否合格，且具有显示不合格产品的功能，实现了智能化的自动焊接的目的。
本发明提供的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，包括：
步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料；
步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
在一种可实施的方式中，
步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料，包括：
由协作机器人扫描焊接图纸获取图纸图像；
利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
在一种可实施的方式中，
步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，包括：
根据所述焊接图纸的编号获取对应的焊接工艺，并在所述焊接工艺中提取工艺要求以及焊接要求；
基于所述工艺要求以及焊接要求分析焊接先后顺序，建立焊接步骤。
在一种可实施的方式中，
步骤2：分别获取每一步骤所需的原材料名称，包括：
分析所述焊接步骤，获取完成每一焊接步骤后的步骤产品；
获取第一步骤产品与前一步骤产品之间的新添材料，将所述新添材料视为第一步骤的所需材料；
采集所述所需材料的外观特征，基于所述外观特征获取对应的原材料名称。
在一种可实施的方式中，
步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤，包括：
基于相邻焊接步骤对应的焊接对象，获取每一焊接步骤对应的原材料名称，同时获取每一焊接步骤对应原材料的数量；
基于所述原材料名称，查询所述原材料的在材料存放区域的存放位置，同时统计每一原材料名称对应的使用数量，建立材料备货列表；
根据材料备货列表由协作机器人到达所述存放位置并获取对应的数量的原材料，执行焊接步骤。
在一种可实施的方式中，
步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示：
对所述成品图像进行锐化处理，根据锐化结果获取锐化线条生成成品框图，同时获取所述焊接图纸对应的标准框图；
将所述成品框图和所述标准框图输入到同一预设坐标系中，获取所述成品框图与所述标准框图的不同点；
若所述成品框图与所述标准框图完全一致，确定对应成品合格；
反之，确定对应产品不合格，同时基于所述成品框图与所述标准框图的不同点获取不合格成品的缺陷点传输到指定终端进行显示。
在一种可实施的方式中，
由协作机器人执行焊接步骤之前，包括：
分别获取所述材料备货列表中包含的每一已备原材料对应的材料属性；
在所述材料存放区域中分别查询每一材料属性，获取每一属性材料对应的原材料种类；
根据查询结果提取含有多个原材料种类的易混淆材料属性；
同时，在所述材料存放区中获取每一易混淆材料属性对应的易混淆材料，建立待检属性-材料对照表；
分别获取每一根据所述易混淆材料属性对应的材料区分方法；
分析每一所述材料区分方法包含的检验进程，生成对应的检验层，再根据目标原材料的特征生成目标结果，建立对应的区分模型；
根据每一区分模型中第一检验层对应的初始检验手段获取对应的已备原材料检验初始形态，并输入到对应的区分模型中，获取第一区分结果；
获取第一区分结果与目标结果不一致的错备原材料，在所述待检属性-材料对照表中提取对应的目标易混淆材料；
提取所述错备原材料对应的错备区分模型，并将对应的目标易混淆材料输入到所述错备区分模型中，获取每一目标易混淆材料对应的第二区分结果；
在所述第二区分结果中提取与所述目标结果一致的更换原材料；
在所述材料存放区中获取所述更换原材料，替换所述错备原材料，完善所述材料备货列表。
在一种可实施的方式中，
基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比的过程，还包括：
分析所述焊接图纸获取成品外形规格，利用所述成品外形规格在所述成品图像提取成品区域；
若提取失败，确定所述成品图像不合格，重新获取成品图像；
获取所述成品区域中每一像素点对应的像素值，统计每一像素值在所述成品区域的组成频率；
根据统计结果将预设频率范围内的像素值视为高频像素值，剩余像素值视为低频像素值；
对所述成品区域进行分层处理，生成高频层和低频层；
获取所述高频层的最大灰度值和最小灰度值，将所述最大灰度值修改为255，所述最小灰度值修改为0，根据获取修改结果，生成修改比例；
基于所述修改比例拉伸所述高频层中包含的剩余灰度值，生成拉伸高频层；
获取所述拉伸高频层中相同灰度值构成的灰度区域，基于每一灰度区域在所述成品图像上的分布特征，提取属于背景特征的目标灰度区域生成背景框图；
获取所述高频层中的剩余区域，并将所述剩余区域输入到所述低频层中，生成细节层；
对所述细节层进行锐化处理，并将锐化后的细节层进行投影，获取投影结果生成细节框图；
将所述背景框图和所述细节框图输入到同一坐标系中，生成成品框图；
同时基于所述焊接图纸在坐标系中生成标准框图；
对比所述成品框图与所述标准框图，判断成品是否合格，并将不合格成品对应的缺陷点传输到指定终端进行显示。
本发明提供的一种基于协作机器人的自动化焊接系统，包括：
扫描分析模块，用于扫描并分析焊接图纸获取焊接过程需要的原材料；
分析模块，用于获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
操作执行模块，用于根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
成品检查模块，用于完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
在一种可实施的方式中，
所述扫描分析模块，包括：
扫描单元，用于扫描焊接图纸获取图纸图像；
分析单元，用于利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
所述分析单元，还用于基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
特征匹配单元，用于在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
为了实现智能化自动焊接，在进行焊接前在材料存放区域获取焊接所需的原材料，然后根据焊接图纸和焊接工艺的指示进行焊接，并在焊接完成将成品和焊接图纸进行对比，分析成品是否合格，且具有显示不合格产品的功能，实现了智能化的自动焊接的目的。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于协作机器人的自动化焊接方法的流程示意图；
图2为本发明实施例中一种基于协作机器人的自动化焊接系统的组成示意图；
图3为本发明实施例中一种基于协作机器人的自动化焊接系统扫描分析模块的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种基于协作机器人的自动化焊接方法，如图1所示，包括：
步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料；
步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
该实例中，原材料表示焊接作用对象，例如，将一个电阻焊接在电路板上，其中的电阻和电路板均成为原材料；
该实例中，焊接工艺表示利用焊接技术将各种原材料、半成品通过一定的顺序连续进行焊接，最终使之成为成品的方法与过程。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了实现智能化自动焊接，在进行焊接前在材料存放区域获取焊接所需的原材料，然后根据焊接图纸和焊接工艺的指示进行焊接，并在焊接完成将成品和焊接图纸进行对比，分析成品是否合格，且具有显示不合格产品的功能，实现了智能化的自动焊接的目的。
实施例2
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料，包括：
由协作机器人扫描焊接图纸获取图纸图像；
利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
该实例中，由协作机器人的扫描目镜扫描焊接图纸；
该实例中，焊点样本表示将两个材料焊接在一起时产生的交点；
该实例中，预设规格为面积为1的任意形状；
该实例中，焊接外观特征表示每一子区域中包含的已焊接材料的外观特征。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了简化协作机器人的工作流程，在进行焊接前先分析焊接所需要的原材料，并获取其原材料再进行焊接，再一定程度上提高了协作机器人的工作效率。
实施例3
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，包括：
根据所述焊接图纸的编号获取对应的焊接工艺，并在所述焊接工艺中提取工艺要求以及焊接要求；
基于所述工艺要求以及焊接要求分析焊接先后顺序，建立焊接步骤。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过分析焊接工艺生成焊接步骤，是协作机器人执行焊接工作的基础，保证了焊接机器人正常工作。
实施例4
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，步骤2：分别获取每一步骤所需的原材料名称，包括：
分析所述焊接步骤，获取完成每一焊接步骤后的步骤产品；
获取第一步骤产品与前一步骤产品之间的新添材料，将所述新添材料视为第一步骤的所需材料；
采集所述所需材料的外观特征，基于所述外观特征获取对应的原材料名称。
该实例中，步骤产品表示协作机器人执行每一焊接步骤后生成的半成品，只有最后执行最后一个焊接步骤后生成成品；
该实例中，新添材料表示协作机器人相邻两个焊接步骤之间所添加的材料。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了进一步规范协作机器人的工作流程，分析焊接步骤获取每一焊接步骤后的产生的步骤产品，这样一来可以获取每一焊接步骤所需的材料，然后根据所需材料的外观特征获取其名称，为后续提取该材料做基础。
实施例5
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤，包括：
基于相邻焊接步骤对应的焊接对象，获取每一焊接步骤对应的原材料名称，同时获取每一焊接步骤对应原材料的数量；
基于所述原材料名称，查询所述原材料的在材料存放区域的存放位置，同时统计每一原材料名称对应的使用数量，建立材料备货列表；
根据材料备货列表由协作机器人到达所述存放位置并获取对应的数量的原材料，执行焊接步骤。
该实例中，材料备货列表表示在执行焊接工作前所准备的原材料统计表。
上述技术方案的更工作原理以及有益效果：为了保证协作机器人有条不紊的执行焊接工作，在执行焊接工作前将整个过程需要的材料准备充分，不仅提高了协作机器人的工作效率，还减少了残次品的诞生。
实施例6
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示：
对所述成品图像进行锐化处理，根据锐化结果获取锐化线条生成成品框图，同时获取所述焊接图纸对应的标准框图；
将所述成品框图和所述标准框图输入到同一预设坐标系中，获取所述成品框图与所述标准框图的不同点；
若所述成品框图与所述标准框图完全一致，确定对应成品合格；
反之，确定对应产品不合格，同时基于所述成品框图与所述标准框图的不同点获取不合格成品的缺陷点传输到指定终端进行显示。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了进一步保证焊接成品的质量，在协作机器人完成焊接工作后获取成品图像，将其与焊接图纸进行对比，分析成品是否合格，且获取不合格成品对应的缺陷点并在指定终端进行显示，保证不合格产品停止流入使用。
实施例7
在实施例5的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，由协作机器人执行焊接步骤之前，包括：
分别获取所述材料备货列表中包含的每一已备原材料对应的材料属性；
在所述材料存放区域中分别查询每一材料属性，获取每一属性材料对应的原材料种类；
根据查询结果提取含有多个原材料种类的易混淆材料属性；
同时，在所述材料存放区中获取每一易混淆材料属性对应的易混淆材料，建立待检属性-材料对照表；
分别获取每一根据所述易混淆材料属性对应的材料区分方法；
分析每一所述材料区分方法包含的检验进程，生成对应的检验层，再根据目标原材料的特征生成目标结果，建立对应的区分模型；
根据每一区分模型中第一检验层对应的初始检验手段获取对应的已备原材料检验初始形态，并输入到对应的区分模型中，获取第一区分结果；
获取第一区分结果与目标结果不一致的错备原材料，在所述待检属性-材料对照表中提取对应的目标易混淆材料；
提取所述错备原材料对应的错备区分模型，并将对应的目标易混淆材料输入到所述错备区分模型中，获取每一目标易混淆材料对应的第二区分结果；
在所述第二区分结果中提取与所述目标结果一致的更换原材料；
在所述材料存放区中获取所述更换原材料，替换所述错备原材料，完善所述材料备货列表。
该实例中，已备原材料表示备货列表中包含的原材料；
该实例中，材料属性表示材料所属的类目；
该实例中，原材料种类表示同一个材料属性包含的材料种类；
该实例中，易混淆材料表示属性表示包含多个材料种类的材料属性；
该实例中，易混淆材料表示两个或者两个以上具有细小差异的原材料；
例如，单刀双置开关与双刀双置开关的区别仅仅在于刀的数量，那么单刀双置开关与双刀双置开关就属于易混淆材料；
该实例中，待检属性-材料对照表表示易混淆材料属性及其包含的易混淆材料的对照表；
该实例中，材料区分方法表示区分同一易混淆材料属性中包含的不同的原材料的方法；
例如，区分不同电阻的方法为：通过分析电子外表的色环来计算电阻的阻值；
该实例中，检验进程表示区分同一易混淆材料属性包含的易混淆材料的检验进程；
该实例中，目标结果表示根据目标原材料的特征对应的结果；
该实例中，区分模型与材料区分方法一一对应；
该实例中，第一检验层表示每一区分模型中的第一个检验层；
该实例中，初始检验手段表示进行检验的第一步；
该实例中，第一区分结果表示将已备原材料输入到对应的区分模型中生成的结果；
该实例中，第二区分结果表示将目标易混淆材料输入到区分模型中生成的结果。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证成品的合格率，在协作机器人执行焊接工作前，对已备材料进行实际检测，避免相似材料发生混淆，生成残次品，同时若已备材料已经发生混淆，快速寻找对应的正确原材料，并及时更换，保证后续焊接工作正常进行。
实施例8
在实施例1的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比的过程，还包括：
分析所述焊接图纸获取成品外形规格，利用所述成品外形规格在所述成品图像提取成品区域；
若提取失败，确定所述成品图像不合格，重新获取成品图像；
获取所述成品区域中每一像素点对应的像素值，统计每一像素值在所述成品区域的组成频率；
根据统计结果将预设频率范围内的像素值视为高频像素值，剩余像素值视为低频像素值；
对所述成品区域进行分层处理，生成高频层和低频层；
获取所述高频层的最大灰度值和最小灰度值，将所述最大灰度值修改为255，所述最小灰度值修改为0，根据获取修改结果，生成修改比例；
基于所述修改比例拉伸所述高频层中包含的剩余灰度值，生成拉伸高频层；
获取所述拉伸高频层中相同灰度值构成的灰度区域，基于每一灰度区域在所述成品图像上的分布特征，提取属于背景特征的目标灰度区域生成背景框图；
获取所述高频层中的剩余区域，并将所述剩余区域输入到所述低频层中，生成细节层；
对所述细节层进行锐化处理，并将锐化后的细节层进行投影，获取投影结果生成细节框图；
将所述背景框图和所述细节框图输入到同一坐标系中，生成成品框图；
同时基于所述焊接图纸在坐标系中生成标准框图；
对比所述成品框图与所述标准框图，判断成品是否合格，并将不合格成品对应的缺陷点传输到指定终端进行显示。
该实例中，组成频率表示像素值再成品区域的出现频率；
该实例中，高频层由像素点为预设频率范围内的像素点组成；
该实例中，低频层由像素点为预设频率范围外的像素点组成；
该实例中，修改比例表示将最大灰度值和最小灰度值修改为255和0后，为了平衡高频层中其他灰度值而生成的比例；
该实例中，灰度区域表示具有相同灰度值的像素点组成的区域。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证焊接成品的质量，在完成焊接后获取成品图像，然后分析成品图像上的细节，将成品细节与标准细节进行比较，从而判断成品是否合格，且当成品不合格时将不合格成品的缺陷点传输到指定终端进行显示，这样一来工作人员可以及时定位不合格产品的瑕疵位置，判断是否可以重新焊接，减少浪费。
实施例9
在实施例5的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接方法，执行焊接步骤之前，包括：
分析每一焊接步骤，获取完成每一焊接步骤后的步骤产品；
获取每一步骤产品对应的产品形态，分析每一焊接步骤对应的焊接次数；
根据公式(Ⅰ)计算协作机器人在执行每一焊接步骤时对应的焊接角度变换参数；
Figure SMS_1
其中，Lk表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤对应的焊接角度变换参数，n表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤对应的焊接次数，di表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时焊接条的当前姿态角度，dmax表示所述协作机器人执行焊接步骤时的焊接条的最大姿态角度，pi表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时焊接条的移动路程，pmax表示所述协作机器人执行焊接步骤时的焊接条的最大移动路程；
根据公式(Ⅱ)计算所述协作机器人完成所有焊接步骤后的平稳度；
Figure SMS_2
其中，D表示所述协作机器人完成所有焊接步骤后的平稳度，f表示所述焊接步骤的总数，fn表示所述协作机器人完成所有焊接步骤后执行的焊接次数，Gi表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时第j个关节的转动角度，Gij-1表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时第j-1个关节的转动角度，Gc表示所述协作机器人的初始角度，Yi表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时所有关节的总转动角度，Yi-1表示所述协作机器人执行第k个焊接步骤中第i次焊接时所有关节的总转动角度，Yc表示所述协作机器人执行完所有焊接步骤之后，对应的初始焊接步骤到最后焊接步骤的总转动角度；
若公式(Ⅱ)的计算结果不在预设稳定度范围内，确定所述焊接步骤对应的焊接速度不合理；
基于所述计算结果与预设稳定度范围的差值生成速度调节参数，调节所述每一焊接步骤对应的焊接速度。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证协作机器人在焊接过程中平稳运行，在协作机器人执行焊接步骤前根据公式分析协作机器人完成焊接后的平稳度，根据平稳度调节焊接速度，另一方面也保护了协作机器人，避免运行过快生成不必要的损耗。
实施例10
一种基于协作机器人的自动化焊接系统，如图2所示，包括：
扫描分析模块，用于扫描并分析焊接图纸获取焊接过程需要的原材料；
分析模块，用于获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
操作执行模块，用于根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
成品检查模块，用于完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：通过多个模块之间的相互合作，为实施例1-9中提到的方法建立了实施基础，确保该方法具有可实施性。
实施例11
在实施例10的基础上，所述一种基于协作机器人的自动化焊接系统，所述扫描分析模块，如图3所示包括：
扫描单元，用于扫描焊接图纸获取图纸图像；
分析单元，用于利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
所述分析单元，还用于基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
特征匹配单元，用于在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
上述技术方案的工作原理以及有益效果：为了保证焊接工作顺利进行，首先扫描焊接图纸，分析焊接图纸上包含的信息，为后续执行焊接工作做出前提工作。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，包括：
步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料；
步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
2.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，步骤1：由协作机器人扫描并分析焊接图纸，获取焊接过程需要的原材料，包括：
由协作机器人扫描焊接图纸获取图纸图像；
利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
3.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，步骤2：获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，包括：
根据所述焊接图纸的编号获取对应的焊接工艺，并在所述焊接工艺中提取工艺要求以及焊接要求；
基于所述工艺要求以及焊接要求分析焊接先后顺序，建立焊接步骤。
4.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，步骤2：分别获取每一步骤所需的原材料名称，包括：
分析所述焊接步骤，获取完成每一焊接步骤后的步骤产品；
获取第一步骤产品与前一步骤产品之间的新添材料，将所述新添材料视为第一步骤的所需材料；
采集所述所需材料的外观特征，基于所述外观特征获取对应的原材料名称。
5.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，步骤3：根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤，包括：
基于相邻焊接步骤对应的焊接对象，获取每一焊接步骤对应的原材料名称，同时获取每一焊接步骤对应原材料的数量；
基于所述原材料名称，查询所述原材料的在材料存放区域的存放位置，同时统计每一原材料名称对应的使用数量，建立材料备货列表；
根据材料备货列表由协作机器人到达所述存放位置并获取对应的数量的原材料，执行焊接步骤。
6.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，步骤4：完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示：
对所述成品图像进行锐化处理，根据锐化结果获取锐化线条生成成品框图，同时获取所述焊接图纸对应的标准框图；
将所述成品框图和所述标准框图输入到同一预设坐标系中，获取所述成品框图与所述标准框图的不同点；
若所述成品框图与所述标准框图完全一致，确定对应成品合格；
反之，确定对应产品不合格，同时基于所述成品框图与所述标准框图的不同点获取不合格成品的缺陷点传输到指定终端进行显示。
7.如权利要求5所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，由协作机器人执行焊接步骤之前，包括：
分别获取所述材料备货列表中包含的每一已备原材料对应的材料属性；
在所述材料存放区域中分别查询每一材料属性，获取每一属性材料对应的原材料种类；
根据查询结果提取含有多个原材料种类的易混淆材料属性；
同时，在所述材料存放区中获取每一易混淆材料属性对应的易混淆材料，建立待检属性-材料对照表；
分别获取每一根据所述易混淆材料属性对应的材料区分方法；
分析每一所述材料区分方法包含的检验进程，生成对应的检验层，再根据目标原材料的特征生成目标结果，建立对应的区分模型；
根据每一区分模型中第一检验层对应的初始检验手段获取对应的已备原材料检验初始形态，并输入到对应的区分模型中，获取第一区分结果；
获取第一区分结果与目标结果不一致的错备原材料，在所述待检属性-材料对照表中提取对应的目标易混淆材料；
提取所述错备原材料对应的错备区分模型，并将对应的目标易混淆材料输入到所述错备区分模型中，获取每一目标易混淆材料对应的第二区分结果；
在所述第二区分结果中提取与所述目标结果一致的更换原材料；
在所述材料存放区中获取所述更换原材料，替换所述错备原材料，完善所述材料备货列表。
8.如权利要求1所述的一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比的过程，还包括：
分析所述焊接图纸获取成品外形规格，利用所述成品外形规格在所述成品图像提取成品区域；
若提取失败，确定所述成品图像不合格，重新获取成品图像；
获取所述成品区域中每一像素点对应的像素值，统计每一像素值在所述成品区域的组成频率；
根据统计结果将预设频率范围内的像素值视为高频像素值，剩余像素值视为低频像素值；
对所述成品区域进行分层处理，生成高频层和低频层；
获取所述高频层的最大灰度值和最小灰度值，将所述最大灰度值修改为255，所述最小灰度值修改为0，根据获取修改结果，生成修改比例；
基于所述修改比例拉伸所述高频层中包含的剩余灰度值，生成拉伸高频层；
获取所述拉伸高频层中相同灰度值构成的灰度区域，基于每一灰度区域在所述成品图像上的分布特征，提取属于背景特征的目标灰度区域生成背景框图；
获取所述高频层中的剩余区域，并将所述剩余区域输入到所述低频层中，生成细节层；
对所述细节层进行锐化处理，并将锐化后的细节层进行投影，获取投影结果生成细节框图；
将所述背景框图和所述细节框图输入到同一坐标系中，生成成品框图；
同时基于所述焊接图纸在坐标系中生成标准框图；
对比所述成品框图与所述标准框图，判断成品是否合格，并将不合格成品对应的缺陷点传输到指定终端进行显示。
9.一种基于协作机器人的自动化焊接系统，其特征在于，包括：
扫描分析模块，用于扫描并分析焊接图纸获取焊接过程需要的原材料；
分析模块，用于获取并分析焊接工艺建立焊接步骤，同时分别获取每一步骤所需的原材料名称；
操作执行模块，用于根据每一焊接步骤所需的原材料名称，由协作机器人在材料存放区域获取与所述原材料名称一致的原材料，并执行所述焊接步骤；
成品检查模块，用于完成焊接后获取成品图像，基于所述成品图像生成成品框图与所述焊接图纸进行对比，提取不合格成品并传输到指定终端进行显示。
10.如权利要求9所述的一种基于协作机器人的自动化焊接系统，其特征在于，所述扫描分析模块，包括：
扫描单元，用于扫描焊接图纸获取图纸图像；
分析单元，用于利用预设焊点样本分别遍历所述图纸图像，在图纸图像上标记焊点位置；
所述分析单元，还用于基于所述焊点位置将所述图纸图像划分为预设规格的子区域，并分别获取每一子区域包含的焊接外观特征；
特征匹配单元，用于在所述焊接外观特征中提取原材料外观特征；
基于原材料外观特征与原材料的对应关系，为每一所述原材料特征匹配对应的原材料。
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