[发明专利]一种机器人焊接装置及焊缝轨迹的获取方法

说明书

一种机器人焊接装置及焊缝轨迹的获取方法；机器人焊接装置包括焊接机器人、XY工作台、标定基准块、计算机；所述焊接机器人包括固定设置在机械臂上的焊枪、摄像头、3D扫描仪；所述标定基准块固定设置在XY工作台上端面；焊接机器人首先通过摄像头对固定设置在XY工作台上的标定基准块进行拍照，获得当前机器人的空间位置信息；然后通过对待焊接零件的3D扫描和同步拍照，获得待焊接零件的三维模型和图片；对待焊接零件的图片进行处理和模板匹配识别，获得焊缝图片；将焊缝图片贴敷在待焊接零件的三维模型表面相应位置，焊缝与三维模型上的两面相交的相贯线重合，则根据三维模型上的两面相交的相贯线的空间坐标，自动生成焊缝轨迹。

技术领域

本发明涉及机器人自动焊接技术领域，具体涉及一种机器人焊接装置及焊缝轨迹的获取方法。

背景技术

现有的机器人焊接装置，在焊接准备阶段需通过人工引导机器人生成焊缝轨迹，或通过摄像及图像识别获取焊缝轨迹；其中通过人工引导机器人生成焊缝轨迹的方法，因存在精确度低、效率低、对操作人员要求高等问题，现逐渐被淘汰；其中通过图像识别获取焊缝轨迹的方法，因受到现场各种环境光的干扰及现有识别方法的准确性、可靠性影响，存在在某些情况下无法准确获得焊缝轨迹的问题；特别是当待焊接零件的焊缝为任意曲面上的不规则曲线时，通过图像识别获取焊缝轨迹则更加困难；因此急需一种可靠获取焊缝轨迹的方法来解决现有问题。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种机器人焊接装置及焊缝轨迹的获取方法；机器人焊接装置包括焊接机器人、XY工作台、标定基准块、计算机；所述焊接机器人固定设置在XY工作台前部，焊接机器人、XY工作台通过计算机控制联动运动；其中焊接机器人包括固定设置在机械臂上的焊枪、摄像头、3D扫描仪；所述标定基准块固定设置在XY工作台上端面；焊接机器人在焊接准备阶段，首先通过摄像头对固定设置在XY工作台上的标定基准块进行拍照，获得当前机器人的空间位置信息；然后通过待焊接零件的3D扫描和同步拍照，获得待焊接零件的三维模型和图片；对待焊接零件的图片进行处理和模板匹配识别，获得焊缝图片；将焊缝图片贴敷在待焊接零件的三维模型表面相应位置，焊缝与三维模型上的两面相交的相贯线重合，则根据三维模型上的两面相交的相贯线的空间坐标，自动生成焊缝轨迹；当自动生成焊缝轨迹失败时，还可通过操作人员直接在待焊接零件的三维模型上标定焊缝轨迹；本机器人焊接装置具有焊缝轨迹生成精度高、效率高、对操作人员要求低的特点，同时对自动生成焊缝轨迹失败时，还可人工干预直接对待焊接零件的三维模型进行操作，生成高精度焊缝轨迹；特别对于以往任意曲面上的不规则曲线的焊缝轨迹获取困难问题，也得到完美解决。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种机器人焊接装置，包括焊接机器人、XY工作台、标定基准块、计算机；所述焊接机器人固定设置在XY工作台前部，焊接机器人、XY工作台通过计算机控制联动运动；所述焊接机器人包括固定设置在机械臂上的焊枪、摄像头、3D扫描仪；所述标定基准块固定设置在XY工作台上端面；所述焊接机器人、XY工作台、摄像头、3D扫描仪通过电缆与计算机连接；所述计算机内预先存储有标定基准块的标定图片模板、3D模型模板；标定图片模板附带有标定图片模板拍照时机器人的空间位置信息和标定基准块的尺寸信息；3D模型模板附带有标定基准块的尺寸信息；所述计算机内还预先存储有标准“L”、“V”、“T”形焊缝的焊缝图片模板；所述计算机还可以根据需要补充、添加其它形式焊缝的图片模板。

进一步的，所述标定基准块为立方体，其边长为设定的固定标准值；立方体各面设置有面积相等、黑白相间的方形图案。

进一步的，所述摄像头镜头轴线与焊枪送出焊丝的送丝孔轴线平行。

进一步的，所述3D扫描仪为激光3D扫描仪；3D扫描仪激光射出镜头及两个激光接收镜头的轴线所在平面与焊枪的送丝孔轴线平行，且与摄像头镜头轴线、焊枪送出焊丝的送丝孔轴线所在平面垂直。

进一步的，所述XY工作台上设置有垂直回转工作台。

进一步的，所述XY工作台上设置有俯仰工作台。