[發明專利]基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201410053434.8
• 申請日: 2014-02-17
• 公開（公告）號: CN103846606A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 李琳;李春;鄒焱飚
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23K37/047
• 分類號: B23K37/047
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種焊接軌跡校正專用測試裝置，尤其是一種基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置及方法，屬于焊接軌跡校正技術領域。?

背景技術

由于人工焊接存在操作環境惡劣、勞動量大、和效率低下等問題，當前機器人焊接已經在國內的汽車、工程機械、以及集裝箱生產等許多領域逐步得到了應用，焊接機器人通常采用示教再現模式的工作，“示教編程”指通過下述方式完成程序的編制：由人工導引機器人末端執行器(如：焊槍)來使機器人完成預期的動作，“任務程序”為一組運動及輔助功能指令，用以確定機器人特定的預期作業。“再現”指機器人按照示教編程獲得任務程序，不斷重復再現。?

為確保“示教再現”這種工作模式在具體焊接環境實施，前工序中需通過人工點焊完成焊接工件定位，這會引起定位誤差，從而導致示教編程獲得機器人焊接軌跡偏離了再現時機器人軌跡。?

為解決上述問題，通常需采用機器視覺檢測技術對再現的焊接軌跡進行校正，如圖1所示。機器視覺技術是指通過工業相機1將被焊接工件2轉換成圖像信號，傳送給圖像處理系統，根據像素分布和亮度、顏色等信息，轉變成數字化信號；圖像系統對這些信號進行各種運算來抽取目標的特征，從而確定再現焊接軌跡偏移量，使焊接機器人3能對焊接工件2準確進行焊接；但是這種由機器視覺技術確定焊接軌跡偏移量的精度評估和驗證卻未見有相關裝置出現，因此需要研制一套專用測試裝置，可以對由機器視覺技術確定的焊接軌跡偏移量精度進行評估和驗證，并分析誤差產生的原因，從而不斷優化機器視覺技術中的圖像處理方法，使得實現焊接軌跡偏移量準確檢測要求。?

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的缺陷，提供一種可以實現基于機器視覺技術完成焊接工件軌跡在x軸和y軸方向偏移量檢測的基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置。?

本發明的另一目的在于提供一種基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置的測試方法。?

本發明的目的可以通過采取如下技術方案達到：?

基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置，其特征在于：包括工作臺、精密定位機構、機器視覺采集設備和控制設備，所述精密定位機構和機器視覺采集設備分別與控制設備連接，所述精密定位機構、機器視覺采集設備和控制設備設置在工作臺上，所述機器視覺采集設備位于精密定位機構的上方；所述精密定位機構包括x軸方向驅動單元、y軸方向驅動單元、x軸方向位置檢測單元以及y軸方向位置檢測單元；在測試時，所述y軸方向驅動單元帶動焊接工件沿y軸方向移動，所述x軸方向驅動單元帶動y軸方向驅動單元使焊接工件沿x軸方向移動。?

優選的，所述x軸方向驅動單元包括依次連接的第一交流伺服電機、第一聯軸器和第一滾珠絲桿，所述第一滾珠絲桿上設置有x軸方向移動臺；所述y軸方向驅動單元包括依次連接的第二交流伺服電機、第二聯軸器和第二滾珠絲桿，所述第二滾珠絲桿上設置有y軸方向移動臺；所述y軸方向驅動單元置于x軸方向移動臺上，所述y軸方向移動臺在測試時用于放置焊接工件；所述x軸方向位置檢測單元和y軸方向位置檢測單元分別采用第一線性光柵尺和第二線性光柵尺，所述第一線性光柵尺設置在x軸方向驅動單元的一側，所述第二線性光柵尺設置在y軸方向驅動單元的一側。?

優選的，所述機器視覺采集設備包括工業相機、鏡頭和光源，所述鏡頭與工業相機連接且對準精密定位機構，所述光源分布在鏡頭的周圍。?

優選的，所述控制設備包括工控主機、運動控制器、第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器，所述第一交流伺服驅動器與第一交流伺服電機連接，所述第二交流伺服驅動器與第二交流伺服電機連接，所述第一交流伺服驅動器和第二交流伺服驅動器分別通過運動控制器與工控主機建立通訊，所述第一線性光柵尺和第二線性光柵尺分別通過通訊接口與運動控制器連接，所述工控主機通過總線通訊卡與工業相機連接，所述工控主機連接有用于實現人機交互的顯示器。?

優選的，所述工作臺采用框架結構，該框架結構的一側設置有豎向支架，在所述豎向支架上垂直固定有橫向支架，所述精密定位機構設置在框架結構的頂部平面上，所述控制設備設置在框架結構的內部，所述機器視覺采集設備固定在橫向支架上。?

優選的，所述框架結構的底部設置有四個可使工作臺移動的輪子。?

優選的，所述工作臺采用的框架結構為1000*800*700mm的框架結構。?

本發明的另一目的可以通過采取如下技術方案達到：?

基于機器視覺的焊接軌跡校正專用測試裝置的測試方法，其特征在于包括以下步驟：?