[发明专利]自动化焊接的焊缝识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种焊缝识别方法，具体的说是一种可实现自动化焊接的焊缝位置识别的方法。

背景技术

焊接作为“工业裁缝”，是工业生产中重要的加工手段，焊接质量对产品的质量有着重要影响。由于焊接环境差，采用自动焊接装备代替工人进行焊接，不仅可以改善工人的工作环境，而且还可以提高焊接效率。目前，尽管自动焊接装备，例如焊接机器人在生产中得到广泛应用，使得焊接质量得到了极大改善，有效提高了企业的劳动生产效率但在应用中仍然存在很多方面的问题，如何寻找并导引自动焊接装备接近焊缝是其中的首要问题之一。任何自动焊接装备进行焊接之前都要确定焊缝的位置，然后进行焊接。

现有技术主要是通过基于视觉的方法对焊缝进行识别与导引。自动焊接装备在焊接时，为了保证自动焊接装备能够准确到达焊接起始点进行焊接工作，其焊缝位置一般通过CCD摄像机对被焊工件进行图像采集、处理，最后把提取的图像特征信息通过通讯软件等一系列工具传送给自动焊接装备控制器，指导自动焊接装备进行焊接工作。这种识别焊缝起始位置的方法需要对焊缝图像进行处理，处理过程较为复杂，对软件方面要求较高，而且该种方法采用CCD摄像机对被焊工件进行图像采集，也不经济，而且在焊接环境恶劣的条件下精度难以得到保证。

发明内容

针对上述技术不足，本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可靠的，简便的的焊缝位置识别方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：自动化焊接的焊缝识别方法，包括以下步骤：

(1)激光测距仪自身调平校正；

(2)通过机器人标志点对激光测量仪进行相对位置及相对姿态标定；

(3)通过激光测距仪对焊接机器人进行校准；

(4)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标；

(5)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，检出焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标；

(6)根据激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标，将焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标，完成机器人焊缝起点的识别。

所述激光测距仪自身进行调平校正包括以下步骤：

把机器人固定坐标系设置为世界坐标系{W}，在激光测距仪上建立激光测量坐标系{E}，调整测距仪使激光测距仪的X_E、Y_E两轴分别平行世界坐标系中的X_W、Y_W。

所述通过机器人标志点对激光测量仪进行相对位置及相对姿态标定包括以下步骤：

通过焊接机器人对激光测距仪所测目标点与激光测距仪原点的距离L进行校准，激光测距仪对自身的角度进行校准，激光测距仪自身的角度包括激光测距仪轴线与其X_E轴、Y_E轴正方向所形成的角度ɑ、β，得到激光测距仪的测量误差ΔL、Δɑ、Δβ。

所述通过激光测距仪对焊接机器人进行校准包括以下步骤：

通过激光测距仪校准机器人在世界坐标系{W}的X_W、Y_W、Z_W方向移动的距离，得到机器人末端点在X_W、Y_W、Z_W方向上的误差ΔX、ΔY、ΔZ。

所述利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标包括以下步骤：

1)机器人末端点坐标系{T}为以机器人末端点为原点建立的一个与世界坐标系各轴平行的坐标系{T}；通过激光测距仪测量机器人末端点t与激光测距仪坐标系原点之间的距离L_t’，可得激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系{T}的位置：