CN116197500A - 一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，通过处理车体外壳点云扫描数据，根据装甲模型的排布顺序要求及尺寸规格，在车体外壳上进行装甲均匀排布的尺寸、位置计算，同时保证通过螺柱进行定位的复合板排布整齐一致，并实时显示排布过程，从而给出螺栓柱定位位置信息，从而为焊接机器人提供焊接指导数据。本发明可以在仿真定位过程中计算螺柱位置坐标并均匀排布，利用虚拟仿真定位技术，还大大缩短了产品的研制开发周期，不但降低了研制和生产成本，而且提高附座焊接精度、焊接稳定性、生产速度以及经济效益。

Description

一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法
技术领域
本发明属于特种车辆技术领域，具体涉及一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法。
背景技术
目前，附座螺柱焊应用研究采用人工手持焊接，焊接时，需手持样板进行划线找正，将复合板装配至车体上，首先在车体上焊接螺柱，然后将复合板装配至车体上(穿过螺柱)。每个车体共有57块(48种形状)复合板，复合板上成组通孔位置尺寸固定，对应车体上成组螺柱，对车体上各组螺柱位置进行调整完成复合板间隙调整，最后完成焊接。
采用手持样板进行划线找正、人工手持焊接，焊接过程容易受人为因素影响，且焊接螺柱时容易导致螺柱排布不均匀，同一平面内的螺柱中心线不平行等问题，最后导致生产效率低、焊接质量不稳定，大大影响附座螺柱焊的推广应用。
发明内容
本发明提供一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，解决现有技术的缺陷。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1：创建车体复合板资源库
步骤2：创建复合板及工艺卡
创建复合板后，根据已有的复合板设置复合板的排列顺序以及复合板间隙，复合板的排列会同步显示在视图区中；
步骤3：扫描数据
现场扫描数据，扫描到的点云数据无须借助第三方平台，扫描数据直接进行解析处理，在设计、工艺数据就绪的情况下，直接进行后续的数据分析、输出结果；
步骤4：确定坐标系
再定位块上拟合三个相互垂直的平面，再根据拟合的三个平面确定坐标系；
步骤5：模型重建
根据现场实际情况，在点云中拟合平面，进行模型重建；
步骤6：复合板排布
选择固定板平面以及工艺卡，进行复合板排布，复合板排布后可以直接预览效果；
复合板排布完成后，保存锚点位置时，可以设置平面的编号、偏向阈值、垂直朝向、抬高高度以及局部半径；
步骤7：排序锚点
根据需要对已经排布的复合板自定义锚点顺序；
步骤8：输出锚点
输出的锚点信息中包括：固定板编号，锚点序号，锚点x值，锚点y值，锚点z值，柱焊方向x值，柱焊方向y值，柱焊方向z值，模型与实际点云的偏差角度值；
步骤9：PLC
锚点传输到PLC平台，根据照相机抓取的控制点，将指令传输给机器人，根进行焊接；第一次输入在标准状态下获得基准控制点，在每次旋转后，再输入在此状态下获得控制点信息，每输入一组新的控制点信息，计算出实际锚点经过旋转后的位置，将此位置用指令传输给机器人；
步骤10：统计分析。
有益效果：本发明应用虚拟仿真、优化定位、倾角标定、自动检测等技术，能够接收前端扫描数据，根据扫描数据对螺柱位置进行优化定位，在车体上进行均匀排布的坐标角度、位置计算，实现车体外部附座螺柱虚拟排布，满足螺柱定位工艺要求，保证通过螺柱进行定位的复合板排布整齐一致，输出螺柱位置坐标值及螺柱编号，并将螺柱排布定位信息输出至机器人焊接系统，同时对已经创建的螺柱信息进行归纳统计，改变了传统的设计思想，可以在仿真定位过程中计算螺柱位置坐标并均匀排布，利用虚拟仿真定位技术，还大大缩短了产品的研制开发周期，不但降低了研制和生产成本，而且提高附座焊接精度、焊接稳定性、生产速度以及经济效益。实验结果表明，所提方法定位运行时间较短、准确度较高、成本消耗较低。
附图说明
图1本发明方法流程图；
图2复合板装配流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，具体包括以下步骤：
步骤1：创建车体复合板资源库
依据车体需要排布的螺柱状态，首先建立复合板数据库，包含来自于自动测量系统获取车体模型与复合板模型数据，同时设置复合板名称、顶点位置、螺柱孔位、孔半径；
在数据管理界面中先创建复合板数据，创建复合板数据方法有两种：一是可以手动添加；二是直接导入符合格式的文件。通过设置复合板的名称、顶点位置、孔位、孔半径来确定一个复合板，根据设置的参数，复合板会同步显示在视图区中。可以对已有的复合板进行修改、删除操作。
步骤2：创建复合板及工艺卡
创建复合板后，可以根据已有的复合板设置复合板的排列顺序以及复合板间隙，复合板的排列会同步显示在视图区中。
步骤3：扫描数据
现场扫描数据，扫描到的点云数据无须借助第三方平台，扫描数据直接进行解析处理，在设计、工艺数据就绪的情况下，可直接进行后续的数据分析、输出结果。
步骤4：确定坐标系
再定位块上拟合三个相互垂直的平面，再根据拟合的三个平面确定坐标系。可以通过翻转X、Y、Z轴调整坐标系。
步骤5：模型重建
根据现场实际情况，在点云中拟合平面，进行模型重建，拟合平面方法有两种：一是选择点云上的一个点，据此自动拟合成一个平面；二是选择点云上的点，每4个点生成一个平面。
通过互剪平面、边界剪切、对齐平面等功能调整平面大小。
步骤6：复合板排布
选择固定板平面以及工艺卡，进行复合板排布，复合板排布后可以直接预览效果，可以调整固定板的上方朝向，也可以调整复合板之间的间隙大小。预览时，超出设定阈值的锚点以紫色显示。
复合板排布完成后，保存锚点位置时，可以设置平面的编号、偏向阈值、垂直朝向、抬高高度以及局部半径等。
步骤7：排序锚点
根据需要对已经排布的复合板自定义锚点顺序。
步骤8：输出锚点
输出的锚点信息中包括：固定板编号，锚点序号，锚点x值，锚点y值，锚点z值，柱焊方向x值，柱焊方向y值，柱焊方向z值，模型与实际点云的偏差角度值(角度制)。
步骤9：PLC
锚点传输到PLC平台，根据照相机抓取的控制点，将指令传输给机器人，根进行焊接。第一次输入在标准状态下获得基准控制点，在每次旋转后，再输入在此状态下获得控制点信息，每输入一组新的控制点信息，计算出实际锚点经过旋转后的位置，将此位置用指令传输给机器人。
步骤10：统计分析
根据时间可以查询到相应车辆的螺柱信息，同步显示螺柱统计图。
本发明通过处理车体外壳点云扫描数据，根据装甲模型的排布顺序要求及尺寸规格，在车体外壳上进行装甲均匀排布的尺寸、位置计算，同时保证通过螺柱进行定位的复合板排布整齐一致，并实时显示排布过程，从而给出螺栓柱定位位置信息(包括坐标及角度)，从而为焊接机器人提供焊接指导数据。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1：创建车体复合板资源库
步骤2：创建复合板及工艺卡
创建复合板后，根据已有的复合板设置复合板的排列顺序以及复合板间隙，复合板的排列会同步显示在视图区中；
步骤3：扫描数据
现场扫描数据，扫描到的点云数据无须借助第三方平台，扫描数据直接进行解析处理，在设计、工艺数据就绪的情况下，直接进行后续的数据分析、输出结果；
步骤4：确定坐标系
再定位块上拟合三个相互垂直的平面，再根据拟合的三个平面确定坐标系；
步骤5：模型重建
根据现场实际情况，在点云中拟合平面，进行模型重建；
步骤6：复合板排布
选择固定板平面以及工艺卡，进行复合板排布，复合板排布后可以直接预览效果；
复合板排布完成后，保存锚点位置时，可以设置平面的编号、偏向阈值、垂直朝向、抬高高度以及局部半径；
步骤7：排序锚点
根据需要对已经排布的复合板自定义锚点顺序；
步骤8：输出锚点
输出的锚点信息中包括：固定板编号，锚点序号，锚点x值，锚点y值，锚点z值，柱焊方向x值，柱焊方向y值，柱焊方向z值，模型与实际点云的偏差角度值；
步骤9：PLC
锚点传输到PLC平台，根据照相机抓取的控制点，将指令传输给机器人，根进行焊接；第一次输入在标准状态下获得基准控制点，在每次旋转后，再输入在此状态下获得控制点信息，每输入一组新的控制点信息，计算出实际锚点经过旋转后的位置，将此位置用指令传输给机器人；
步骤10：统计分析。
2.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤1具体为：依据车体需要排布的螺柱状态，首先建立复合板数据库，包含来自于自动测量系统获取车体模型与复合板模型数据，同时设置复合板名称、顶点位置、螺柱孔位、孔半径；
在数据管理界面中先创建复合板数据，创建复合板数据方法有两种：一是可以手动添加；二是直接导入符合格式的文件。
3.根据权利要求2所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：通过设置复合板的名称、顶点位置、孔位、孔半径来确定一个复合板，根据设置的参数，复合板会同步显示在视图区中。
4.根据权利要求3所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：可以对已有的复合板进行修改、删除操作。
5.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤4中，可以通过翻转X、Y、Z轴调整坐标系。
6.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤5中，拟合平面方法有两种：一是选择点云上的一个点，据此自动拟合成一个平面；二是选择点云上的点，每4个点生成一个平面。
7.根据权利要求6所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤5中，通过互剪平面、边界剪切、对齐平面等功能调整平面大小。
8.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤6中，预览时可以调整固定板的上方朝向，也可以调整复合板之间的间隙大小。
9.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤6中，预览时，超出设定阈值的锚点以紫色显示。
10.根据权利要求1所述的一种特种车辆螺柱仿真定位排布实现方法，其特征在于：步骤10中，根据时间可以查询到相应车辆的螺柱信息，同步显示螺柱统计图。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116571852A (zh) * 2023-07-11 2023-08-11 四川吉埃智能科技有限公司 一种机器人螺柱自动焊接方法和系统
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