[发明专利]自动化焊接的焊缝识别方法

摘要

本发明涉及自动化焊接的焊缝识别方法，包括以下步骤：激光测距仪自身进行调平校正；通过机器人标志点对激光测距仪进行相对位置及相对姿态标定；通过激光测距仪对焊接机器人进行校准；利用激光测距仪，测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标，根据坐标变换得到激光测距仪原点在世界坐标系中的坐标；利用激光测距仪通过距离变化检出焊缝在其坐标系中的坐标；通过坐标变换获得焊缝在世界坐标系中的坐标。本发明操作简单、稳定性好、经济。激光测距仪独立于被测机器人，其自身经过校正精度高，利用激光测距仪标定机器人，把机器人本身的测量误差屏蔽掉。

主权项

自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)激光测距仪自身调平校正；(2)通过机器人标志点对激光测距仪进行相对位置及相对姿态标定；(3)通过激光测距仪对焊接机器人进行校准；(4)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标；(5)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，检出焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标；(6)根据激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标，将焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标，完成机器人焊缝起点的识别；所述通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标包括以下步骤：根据通过坐标变化得到焊缝起点/终点在世界坐标系中的坐标值$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{X}_{Ws}\\ Y_{Ws}\\ Z_{Ws}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_{We}\\ Y_{We}\\ Z_{We}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{X}_{Es}\\ Y_{Es}\\ Z_{Es}\end{array}\right]\\ =\left[\begin{array}{c}({X^{\′}}_{Wt}+\mathrm{\Δ}X)+({L^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}L)\sin ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\cos ({{\mathrm{\α}}^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}\mathrm{\α})\\ ({Y^{\′}}_{Wt}+\mathrm{\Δ}Y)-({L^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}L)\cos ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\\ ({Z^{\′}}_{Wt}+\mathrm{\Δ}Z)-({L^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}L)\sin ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\sin ({{\mathrm{\α}}^{\′}}_t+\mathrm{\Δ}\mathrm{\α})\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}-({L^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}L)\sin ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\cos ({{\mathrm{\α}}^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}\mathrm{\α})\\ ({L^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}L)\cos ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\\ -({L^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}L)\sin ({{\mathrm{\β}}^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}\mathrm{\β})\sin ({{\mathrm{\α}}^{\′}}_s+\mathrm{\Δ}\mathrm{\α})\end{array}\right]\end{array}$其中，X_Ws、Y_Ws、Z_Ws分别表示焊缝起点/终点在世界坐标系中的坐标值，X_Es、Y_Es、Z_Es分别表示焊缝起点/终点在测距仪坐标系中的坐标值，X_We、Y_We、Z_We分别表示激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的表示；L_t’、α_t’、β_t’分别为，当激光测距仪测量机器人末端点t时，测距仪测得的测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，以及此时测距仪轴线与X_E、Y_E之间所形成的角度；X_Wt’、Y_Wt’、Z_Wt’分别表示机器人输出的机器人末端点在机器人坐标系中的坐标值；L_S’、α_s’、β_s’分别为，当激光测距仪测量焊缝起点/终点时，测距仪测得的测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，以及此时测距仪轴线与X_E、Y_E之间所形成的角度；ΔL、Δɑ、Δβ为激光测距仪的测量误差。