[发明专利]自动焊接系统及方法

说明书

本发明公开了自动焊接系统，包括传感器标定模块、数据采集和处理模块、焊接位置识别模块、路径规划模块；其主要通过改进的RandLA‑Net网络对包括待焊接工件的三维点云模型进行语义分割，保留待焊接工件本体点云模型；通过RANSAC算法对待焊接工件本体的三维点云模型进行平面分割，将分割后的平面进行多平面配准，得到组成待焊接位置的点云。根据组成待焊接位置的点云对机械臂的运动路径进行规划，最终实现自动焊接。本发明还提供了一种自动焊接方法。本发明不仅实现了焊接的智能化和自动化，而且有效提高了焊接位置识别的效率和识别的精度；同时，本发明在局部特征聚合模块中增加注意力机制模块，有效的提升识别的准确率，降低误分割的情况。

技术领域

本发明属于人工智能领域，特别涉及一种自动焊接系统及方法。

背景技术

针对于我国目前的现状，对于待焊接的模型，传统的人工手动焊接具有很大的不便性，耗费人力资源，我国目前的机器人焊接系统大多是基于OpenCV计算机视觉库的系统，为了实现焊前引导，必须首先通过视觉传感系统识别模型和待焊接位置，确定焊接的关键点位置，建立关键点的坐标，发送给机器人，将机器人的机械臂运动到焊接起始点，自动完成焊前导引，待焊接位置识别的准确率与识别精度直接影响焊接系统的精度。

对于自动焊接系统来说，对于焊接零件的建模特别重要，目前基本使用视觉传感器对待焊接的零件进行识别，那么势必会采集到除了待焊接零件以外的场景。那么在建模的过程中需要将与待焊接零件无关的数据去除就变的极为重要。直接影响到后续焊接位置的识别精度和识别时间。基于目前的方案，现有的自动焊接系统在焊接精度和效率上并不高。焊接的精度和焊接效率直接影响自动焊接系统的实用性。为了能够让自动焊接系统完全取代传统的人工手动焊接，提高其焊接精度和效率是当前必须要解决的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提出了一种提高了焊接精度和工作效率的自动焊接系统。

为实现上述目的，本发明提供一种自动焊接系统，包括传感器标定模块、数据采集和处理模块、焊接位置识别模块、路径规划模块；

其中，传感器标定模块用于对采集待焊接工件数据的传感器进行标定；

数据采集和处理模块对待焊接工件进行三维点云数据采集，得到第一三维点云，并对第一三维点云进行预处理得到第二三维点云；对第二三维点云进行重建，得到包括完整的待焊接工件的三维点云模型；

焊接位置识别模块基于RandLA-Net网络结合RandLA-Net语义分割算法对数据采集和处理模块得到的包括了完整的待焊接工件的三维点云模型进行类别识别，得到待焊接工件本体的三维点云模型；然后通过RANSAC算法对待焊接工件本体的三维点云模型进行平面分割，将分割后的平面进行多平面配准，得到组成待焊接位置的点云；

路径规划模块根据焊接位置识别模块得到组成待焊接位置的点云生成焊接路径。

进一步，还包括远程监控模块，所述传感器标定模块、数据采集和处理模块、焊接位置识别模块和路径规划模块输出的结果均分别发送到远程监控模块，所述远程监控模块实时监控焊接位置识别与机械臂执行路径规划的过程。这样方便用户在使用的过程中实时的关注焊接的进度。有效的避免了错误焊接的情况。

本发明还提供了一种基于上述自动焊接系统的自动焊接方法，包括以下步骤：

步骤1：对传感器进行标定；

步骤2：使用传感器对待焊接工件进行三维点云数据采集，得到第一三维点云；

步骤3：对第一三维点云进行预处理得到第二三维点云；

步骤4：对第二三维点云进行重建，得到包括完整的待焊接工件的三维点云模型；