[发明专利]一种焊接机器人线结构光视觉传感器离线编程系统和方法

摘要

一种焊接机器人线结构光视觉传感器离线编程系统和方法，所述系统包括传感器模型，用于模拟传感器成像过程以获取视图模型，同时完成检测视野实体化，以方便用户图形编程；机器人模型，用于模拟机器人单点运动，并提供连接传感器输入信号的通信接口信息；工艺控制规则库，用于提供用于不同焊接任务的工艺特征提取规则和工艺的控制命令相关信息；图形编辑界面，用于用户与系统交互式图形编程；操作序列模块，用于保存一系列检测点的信息，该信息包括了单点运动命令、工艺补偿控制命令、工艺特征提取规则以及成像信号模型信息；编程信息输出，用于输出机器人程序文本以及传感器系统配置信息文本。

主权项

一种焊接机器人线结构光视觉传感器离线编程系统，本系统是在计算机三维设计软件中的装配体空间中建立的仿真场景，包括传感器模型、机器人模型、工艺控制规则库、图形编辑界面、操作序列记录和回放以及编程信息输出；所述传感器模型，是对传感器获取成像信号的过程进行仿真，通过提取仿真的激光信号在工件表面所获得的轮廓，并经由摄像机针孔模型投射至图像平面，以获得最终的工件表面成像轮廓信号；通过将图像平面反投至激光平面获得传感器外部的检测视野，进一步通过3D造型将检测视野实体化，传感器的传感头本身的实体模型也作为碰撞检测的基础；机器人模型包括运动学模型和实体模型；机器人模型是通过建立了机器人运动学模型完成机器人单点运动下的机械手末端与各关节角的同步，同时还可以完成关节角限位检测；针对不同类型的机器人模型，设有相应的用于连接传感器输入信号的通信接口信息；工艺控制规则库包含了用于各种工件模型的焊接任务的工艺特征提取规则和各种机器人用于该类工艺的控制命令相关信息；图形编辑界面是人机交互的图形化界面，提供给用户用鼠标与键盘对当前仿真场景中的各实体元素的操作与配置，并在仿真的时候显示出各仿真对象当前的运行状态；检测序列模块是在用户图形编辑的时候保存任务中的关键检测点的信息，并仿真运行整个操作序列，提供给用户对整个任务校验的基础；编程信息输出，是针对具体的机器人和传感器类型，将操作序列转换为符合机器人编程命令语法的程序文本以及传感器配置信息语法类型的程序文本供实际系统运行。