[发明专利]一种焊接机器人视觉组件及其测量方法

说明书

本发明公开了一种焊接机器人视觉组件及其测量方法，包括工控机控制全局定位视觉组件采集工件图像信息，将工件精定位测量位置信息发送至焊接机器人控制系统；焊接机器人控制系统控制焊接机器人焊枪运动将精定位视觉组件移动至精定位测量点；工控机控制精定位视觉组件采集工件焊缝图像，解算出工件焊缝的起始点和终止点坐标，自动生成工件焊缝的焊接路径；工控机引导焊枪运动至焊缝起始点进行起弧开始焊接，到终点位置进行灭弧，完成该焊缝焊接。该发明可使焊接机器人具有免示教、高焊接效率、高系统容差、高柔性的特点。

技术领域

本发明属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种焊接机器人视觉组件及其测量方法。

背景技术

焊接机器人系统已在工业现场大量应用，相比于人工焊接具有焊接质量稳定可靠、一致性好，可连续工作，节省人力等优点。但是目前焊接机器人普遍需人工示教，严重制约焊接效率，甚至低于人工焊接效率，当工件有下料偏差、加工偏差、组对偏差及装夹偏差等工况出现时会出现无法准确可靠地焊接，造成焊接机器人无法使用。另外，目前焊接机器人主要集成成熟的激光焊缝传感器，但是焊缝传感器工作的前提是基于先验信息(如焊缝形状、焊缝起点大致位置等)，工作过程需要人工参与，且焊缝传感器的视场有限。上述方式使得柔性化焊接程度不高，在焊接过程中需人工在线示教焊接路径且示教耗时较长，无法解决工件下料偏差大、组对位置偏差大以及装夹位置偏差大等工况下的柔性焊接需求。

因此，研制能够使焊接机器人高度自动化，高度柔性化，精准定位引导焊接机器人到达焊缝，解决工件下料偏差、组对位置偏差以及装夹位置偏差等问题的一种焊接机器人视觉组件及其测量方法意义重大。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种焊接机器人视觉组件及其测量方法，该发明可使焊接机器人具有免示教、高焊接效率、高系统容差、高柔性的特点。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种基于焊接机器人视觉组件的测量方法，包括如下步骤：

步骤1，机器人复位原点，将工件三维模型或实测标准模型导入工控机，工控机控制全局定位视觉组件采集工件图像信息，将所述工件图像信息上传至工控机，工控机对所述工件图像信息进行处理，解算工件焊缝位置信息，根据工件焊缝位置信息解算工件精定位测量位置，将工件精定位测量位置转换到焊接机器人坐标系下，将工件精定位测量位置信息发送至焊接机器人控制系统；

步骤2，焊接机器人控制系统根据工件精定位测量位置信息，控制焊接机器人焊枪运动将焊枪顶点移动至精定位测量点；

步骤3，工控机控制精定位视觉组件采集工件焊缝图像，并上传图像至工控机，工控机对工件焊缝图像处理，获得工件的三维点云数据，从三维点云数据中提取并解算出工件焊缝的起始点和终止点坐标，将焊缝坐标转换到焊接机器人坐标系下，并自动生成工件焊缝的焊接路径；

步骤4，工控机控制焊接机器人根据焊接路径，引导焊枪运动至焊缝起始点进行起弧开始焊接，沿焊接路径运动到终点位置进行灭弧，完成该焊缝焊接；

步骤5，焊接结束后，焊接机器人向工控机上传结束信息，并启动下一个焊缝焊接过程。

对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：

优选的，所述步骤1中，解算工件焊缝位置信息算法，包括如下步骤：

1a)全局定位视觉组件对获取的工件工作环境图像信息进行预处理，采用滤波算法去除环境干扰；

1b)对预处理后的图像进行工件特征识别与提取，获得提取特征的像素坐标；

1c)根据提取特征的像素坐标，利用全局定位视觉组件的内外参数，通过双目交汇测距方法计算所提取像素坐标在全局定位视觉组件坐标系下的三维坐标；