[发明专利]一种焊机移动控制系统以及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化控制技术，具体涉及到一种用于大范围、高精度焊机移动控制系统。

背景技术

焊机的移动控制可应用于汽车、航天和军事工业等焊接领域。如何能够快速而准确到达指定位置，减少人工干预，这对于提高生产效率、保证产品质量和合格率具有重要的作用。

目前，焊点自动识别多限于近距离、小视场范围的识别，这种方法对某些需要大范围操作、焊接目标位置不固定的场合无法适用。

发明内容

针对现有焊机的自动控制技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种高效率且高定位精度的焊机移动智能控制技术，其包括控制系统以及相应的控制方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

方案1：一种焊机移动控制系统，该控制系统包括：控制主机、运动控制卡、数字量板卡、CCD视觉传感器、伺服电机及驱动器、导轨、光源，AD板卡，限位开关；

所述导轨上设置有焊机，所述伺服电机驱动焊机沿轨道移动；所述限位开关设置在轨道上，对焊机移动距离进行限位；所述CCD视觉传感器与焊机配合，获取目的位置；所述光源为CCD视觉传感器提供光线；

所述控制主机通过以太网口控制CCD视觉传感器，通过串口控制焊机，通过运动控制卡控制伺服电机驱动器，所述伺服电机驱动器驱动控制伺服电机；通过数字量板卡控制光源，通过AD板卡控制连接限位开关。

在上述控制系统中，所述CCD视觉传感器包括粗定位电机移动的第一CCD视觉传感器以及精确定位焊点的第二CCD视觉传感器，所述第一CCD视觉传感器位于焊接工作区域前方，且其视场可以涵盖整个焊接工作区域；所述第二CCD视觉传感器与光源设置在焊机上，并随焊机一起移动；所述第一CCD视觉传感器与第二CCD视觉传感器相互协同工作。

进一步的，所述控制主机采用用户鼠标点击屏幕操作选取焊接目标位置。

进一步的，所述控制主机采用图像识别算法精确定位焊机位置和焊点位置。

方案2：一种焊机移动控制方法，该控制方法采用人机操作界面接受用户指令，首先通过远距离CCD视觉传感器实时监测焊机位置和操作区域，接着通过用户鼠标点击目标焊片位置控制焊机快速移动，当焊机到达焊片位置后，控制近距离用于识别焊点的CCD视觉传感器工作，再根据焊点图像识别算法给出的空间坐标进行二次移动定位，精确定位焊点，进行后续的焊接操作。

在该控制方法的优选方案中，控制方法具体包括如下步骤：

1)控制系统复位，系统自检；

2)控制主机控制第一CCD视觉传感器工作，显示全部焊接工作区域；

3)用户通过鼠标点击控制主机显示的焊接工作区域，确定目标焊片位置；

4)校正第一CCD视觉传感器镜头畸变，计算焊片位置的空间坐标1；

5)计算焊机移动前的空间位置坐标2；

6)控制主机根据目标位置空间坐标1和焊机空间位置坐标2计算电机移动距离和方向；

7)控制主机根据步骤(6)计算确定的移动距离和方法控制电机驱动器驱动电机运动到达目标位置；

8)控制主机控制光源开启，同时控制第二CCD视觉传感器工作，并显示焊点图像；

9)控制主机计算出焊点的空间位置坐标3；

10)根据焊点空间位置坐标3和焊机焊机位置坐标4计算电机移动的距离和方向；

11)控制主机根据步骤(10)计算确定的距离和方向控制电机驱动器驱动电机运动，到达焊点位置；

12)控制主机控制焊机进行焊接工作；

13)控制主机检测所有焊点是否全部完成，是则转步骤(14)，否则根据焊片间距参数，转步骤(7)；

14)结束。

进一步的，所述步骤(2)中第一CCD视觉传感器位于焊接工作区域前方3.5m，且其视场可以涵盖整个6*4.5m焊接工作区域，第一CCD视觉传感器通过以太网传输图像数据至控制主机并显示在主机显示器屏幕上。

进一步的，所述步骤(3)中用户控制鼠标在显示全部焊接工作区域的计算机屏幕上移动，通过点击鼠标左键，控制主机通过捕捉鼠标位置来选择目标焊片位置。

进一步的，所述步骤(4)中的镜头畸变校正采用网格标定方法。

进一步的，所述步骤(5)通过图形匹配的方法定位焊机在移动前的空间位置坐标2。

进一步的，所述步骤(8)中第二CCD视觉传感器通过以太网传输图像数据至控制主机并显示在主机显示器屏幕上。