[发明专利]一种基于激光传感器的焊接机器人盖面焊在线跟踪方法

摘要

本发明涉及一种基于激光传感器的焊接机器人盖面焊在线跟踪方法，包括如下步骤：（1）在机器人上安装和调试焊枪和激光传感器；（2）校准机器人；（3）调整焊枪姿态，按照机器人的标准程序标定焊枪的TCP；（4）把焊枪调整到垂直于工件同时激光条纹与工件焊缝垂直的姿态，测量激光传感器相对于焊枪的角度，以及投射到工件上的激光条纹与焊枪末端的水平距离；（5）选择焊道类型为盖面焊，并通过控制系统进行参数设置；（6）开启激光传感器，由步骤（5）的参数为公式计算得到激光条纹上的各点坐标，利用各点坐标拟合出跟踪焊接路径。本发明的优点在于：本发明可以对盖面焊之前的焊道特征进行实时识别、反馈，调整盖面焊道路径和焊缝跟踪。

主权项

1.一种基于激光传感器的焊接机器人盖面焊在线跟踪方法，其特征在于：所述在线跟踪方法包括如下步骤：（1）在机器人上安装焊枪和激光传感器，待安装完成后启动激光传感器，投射激光扫描光束，调试激光传感器的激光扫描光束中点到焊缝附近，并确保激光扫描光束沿焊接路径超前于焊枪末端一定距离，使焊缝在焊接前已被激光传感器预扫描；（2）校准机器人，即机器人各轴零点校准，如果未校准或校准精度差，则会影响到机器人的运行精度和焊缝跟踪精度；（3）调整焊枪姿态，按照机器人的标准程序标定焊枪的TCP，即焊枪安装的工具点，生成一个以工具参照点为原点的空间坐标系；（4）把焊枪调整到垂直于工件同时激光条纹与工件焊缝垂直的姿态，测量激光传感器相对于焊枪的角度，以及投射到工件上的激光条纹与焊枪末端的水平距离；（5）选定工件的坡口类型，选择焊道类型为盖面焊，并通过控制系统进行参数设置；（6）开启激光传感器，控制系统的图像采集单元接收工件坡口包含结构光的原始图像；对所述原始图像进行处理， 通过激光控制系统识别激光条纹投射到焊接工件上的特征点，提取有效特征点并计算其在图像中的位置；其中，所述的激光条纹上的有效特征点包括坡口顶点以及盖面焊前道焊层与坡口的交点；（7）根据激光传感器与焊枪的相对位置，通过坐标转换，分别获得激光条纹上的有效特征点的X坐标值、Y坐标值、Z坐标值，计算出坡口两侧顶点之间中点的X、Y坐标值为x12 、y12，计算出盖面焊前道焊层与坡口交点之间中点的Z坐标值为z12，则激光传感器得出的焊接路径点三维坐标为(x12,y12,z12)，根据激光传感器计算出的焊接路径点三维坐标实时调整焊枪位置。