[发明专利]一种基于激光与可见光融合的视觉模块的工业机器人系统

说明书

本发明涉及一种基于激光与可见光融合的视觉模块的工业机器人系统，包括：通过激光传感器对工件进行多点扫描，识别工件外形及方位；采集焊缝图像信息，提取图像特征，根据图像特征识别算法，建立焊缝跟踪视觉模型，并确定曲线焊缝的轨迹，对应映射出轨迹的像素点；机器人沿着轨迹行走，并采集焊缝实时轨迹，将焊缝实时轨迹与预设轨迹进行比较，得到偏差率；判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；若大于，则生成偏差补偿信息，根据偏差补偿信息对焊接路径及焊接参数进行调整，通过激光‑可见光融合视觉扫描技术，借助数字图像处理技术，进行待焊工件焊缝特征角点识别及焊缝信息三维重构，实现焊接起始点机器人自主寻位和焊缝特征智能识别。

技术领域

本发明涉及一种工业机器人系统，尤其涉及一种基于激光与可见光融合的视觉模块的工业机器人系统。

背景技术

我国已经成为世界上最大的焊接设备生产国和出口国。目前，我国电焊机行业中企业的经济类型主要为民营企业、股份制企业、中外合资企业及外商独资企业。企业总数大约为700家左右。从应用行业分布来看，2019年中国焊接机器人应用于汽车行业占比37.15％，其中有60％以上的机器人集中在汽车整车焊装车间；其次是3C电子行业，占比接近12％；其他行业的应用占比超过50％。电焊机产业同质化发展，各个企业在产品构成、市场取向方面过于集中导致了价格的恶性竞争，损害了电焊机行业的整体利益，电焊机厂家数量多但普遍规模偏小，产品链不完善，与国外优势企业缺乏强有力的竞争能力。电焊机企业大都缺乏核心技术，大量企业片面追求扩张规模，采用粗犷式生产方式提高产量以求大的市场占有率，大都难以筹措大量资金进行高端产品的研制开发，产品的拷贝抄袭现象严重，新材料、新工艺、新装备的发展，对于焊接技术的发展既是推动亦是倒逼，帮助企业提高生产线上工业机器人的柔性和智能水平，使企业轻松实现优化生产效率、提高生产质量，达到工业生产的数字化、网络化与智能化，针对高质轻量化材料的机器人智能焊接解决方案将会未来的方向之一；本申请进行激光-可见光融合技术的视觉模块开发，并将该技术实现在焊接机器人领域的应用，提供一种轻质合金材料焊接用工业机器人，通过工业焊接机器人的应用帮助汽车、航空、轨道交通行业中的相关企业提高金属合金材料的焊接精度、焊接速度和质量水平，实现焊接过程的智能制造和柔性生产，国内的自动化焊接系统普遍处于继电器开关量编组控制的水平，各个自动化焊接部件信息量的传递十分有限，难以实现复杂的焊接工艺协调控制。目前工业机器人的应用领域已经扩展到工程制造等各个行业，如喷漆、打磨、焊接、组装、搬运等工作。所有这些应用都会碰到一个问题，就是如何让机器人在工作过程中行进路线是最优的。无论是手动编程确定工作点后还是手动示教后，如果机器人对这些点进行自动连接并规划出一条最优路线，无疑将大大提高工序时间并节省能源消耗。早期的路径规划研究主要集中在静态环境中，方法有栅格解耦法、拓扑法和可视图法等。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种基于激光与可见光融合的视觉模块的工业机器人系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于激光与可见光融合的视觉模块的工业机器人系统，包括：通过激光传感器对工件进行多点扫描，识别工件外形及方位；

采集焊缝图像信息，提取图像特征，根据图像特征识别算法，建立焊缝跟踪视觉模型；

根据焊缝跟踪视觉模型确定曲线焊缝的轨迹，然后对应映射出轨迹的像素点；

机器人沿着轨迹行走，并采集焊缝实时轨迹，

将焊缝实时轨迹与预设轨迹进行比较，得到偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设偏差率阈值；

若大于，则生成偏差补偿信息，根据偏差补偿信息对焊接路径及焊接参数进行调整。

在本发明的一个较佳实施例中，所述激光传感器的扫描方式根据工件品种进行设定。