[发明专利]一种基于ROS系统的焊接机器人系统及工作方法

说明书

本发明涉及一种基于ROS系统的焊接机器人系统及工作方法，包括：位于焊台一侧的焊接机械臂，末端连接单目视觉系统；双目视觉系统位于焊接机械臂上方空间；上位机根据双目视觉系统获取的工件图像信息得到当前焊缝信息，根据工件特征信息和当前焊缝信息与上位机中的数据库对比，确定工件的三维焊缝信息和焊接工艺信息，得到焊接基准路径并控制焊接机械臂沿焊接基准路径扫描焊缝；根据单目视觉系统中的激光传感器发出的线结构光，扫描焊缝获取的图像信息与焊接基准路径对比更新焊缝三维位置信息，重新规划焊接轨迹后控制焊接机械臂执行焊接。通过双目相机搭配焊件数据库确认焊接参数，配合单目相机在焊接之前扫描焊缝并更新焊缝轨迹。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种基于ROS系统的焊接机器人系统及工作方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

传统焊接机器人的焊接模式是根据工件的位置以及形状进行示教编程，或者预编程，使机器人根据示教完成后的轨迹执行焊接，此种方式需要投入大量的人力和时间，且仅适用于标准化以及小规模的焊接环境。而在非标准化、大规模的复杂焊接环境中，此种模式的焊接效率低下、灵活度低。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于ROS系统的焊接机器人系统及工作方法，通过双目相机搭配焊件数据库，并通过参数化编程软件确认焊接参数执行焊接，在焊接过程使用激光发射器与单目相机配合的方式实时跟踪焊缝，若产生热变形等导致的实际焊接路径与理论焊接路径偏离，机器人会实时纠偏，使其精确度更高，普适性更强，节省人力成本且提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种基于ROS系统的焊接机器人系统，包括：

焊接机械臂，位于焊台一侧，焊接机械臂末端连接单目视觉系统，单目视觉系统连接上位机；

双目视觉系统，位于焊接机械臂上方空间并与上位机连接，用于获取焊台中工件的图像信息并传递给上位机；

上位机，被配置为：根据双目视觉系统获取的工件图像信息得到当前焊缝信息，根据工件特征信息和当前焊缝信息与上位机中的数据库对比，确定工件的三维焊缝信息和焊接工艺信息，得到焊接基准路径并控制焊接机械臂沿焊接基准路径扫描焊缝；根据单目视觉系统中的激光传感器发出的线结构光，扫描焊缝获取的图像信息与焊接基准路径对比更新焊缝三维位置信息，重新规划焊接轨迹后控制焊接机械臂执行焊接。

焊台分别连接焊丝桶和运输带，运输带一侧设有码垛机械臂，运输带连接控制柜。

双目视觉系统包括连接在焊台上的相机支架，相机支架顶端连接双目相机。

单目视觉系统包括连接在焊接机械臂末端焊枪处的单目相机，单目相机一侧连接激光发射器，激光发射器发射出线结构光。

焊枪连接在焊接机械臂末端的执行器上，与焊接机械臂坐标系具有固定的转换矩阵，单目相机和激光发射器均与焊枪具有固定的坐标系变换。

本发明的第二个方面提供上述系统的工作方法，包括：

根据双目视觉系统获取的图像信息判断是否存在工件，若存在则根据工件图像信息识别工件的特征信息，并将特征信息和工件坐标位置信息传递给上位机，完成焊接粗定位并粗定位信息传递给焊接机械臂；

根据工件图像信息得到当前焊缝信息，将工件的特征信息和当前焊缝信息与上位机中的数据库对比，确定工件类型和工件对应的三维焊缝信息和焊接工艺信息，得到焊接基准路径传递给焊接机械臂；

机械臂根据接收到的粗定位信息和焊接基准路径扫描焊缝，执行焊接机械臂焊接轨迹规划。