[發明專利]一種爬壁機器人自動焊接控制方法

有效

• 申請號: 201611194881.0
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106695192B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 高路恒
• 申請（專利權）人: 江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B25J9/16;B25J11/00;B62D57/024
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發明屬于自動化控制技術領域，具體涉及一種爬壁機器人自動焊接控制方法。

背景技術

自50 年代第一臺機器人研制成功至今，機器人技術的發展基本上經歷了3個階段：第一段為示教再現型，它重復最初示教的工作；第二代為具有感知功能的可編程型，具有視覺、力覺、觸覺及接近覺等感知功能，這兩代機器人主要為大規模生產所采用，如裝配、鍛壓、噴漆、焊接及檢修等工作；第三代為智能型，這種機器人裝有多種傳感器，基于人的思維方式進行判斷，對作業環境具有適應性，能夠基于環境的變化自動編程，從而確定動作。第三代機器人與第五代計算機技術密切相關，對于機器人的開發與應用，國內外機器人專家公認為應該優先發展工作于惡劣環境下的特種機器人。建筑行業是僅次于礦業的第二危險行業，施工過程中事故多、勞動強度大、生產率低，在建筑行業中引入機器人技術可以把建筑活動擴展到人所不適的場所，并且可以提高作業效率，將人類從簡單重復及繁重危險的傳統作業中替代出來。

發明內容

發明目的：本發明的目的是為了解決現有技術中的不足，提供一種爬壁機器人自動焊接控制方法，適用于橋梁結構混凝土、高大混凝土等危險性較大的結構的靈活焊接與檢測，無需搭設支架或輔助機械配合人工檢測，可實現遠程控制，大大降低了焊接人員的安全風險。

技術方案：本發明所述的一種爬壁機器人自動焊接控制方法，包括如下步驟：

（1）首先將自動焊接裝置與爬壁機器人進行固定連接；

（2）預設爬壁機器人按照既定路線或者采用無線遙控的路線進行移動；

（3）爬壁機器人移動的同時啟動調節機械臂和自動焊接裝置，調節機械臂進行360°無死角焊接，自動焊接裝置進行裂紋構件的焊接和焊接后的焊縫圖像獲取和處理；

（4）自動焊接裝置進行焊接后的圖像獲取時，首先通過投影模塊向焊接表面投射出一個棋盤狀的網格圖像，以此來對焊接部位進行區域劃分，并對劃分后的區域進行編號；在光線不足的情況下可以通過 光線增強模塊增強被拍攝物體表面的光度，提高拍攝效果，滿足特殊情況下的使用要求。光線增強模塊具有高頻穩定和低功耗的特性，并且和單反相機快門同步控制，當快門按下時，單反相機向控制器發出信號，打開光線增強模塊對表面進行拍攝，延遲 1s 后關閉光線增強模塊；與此同時，指示模塊是一個安裝在單反相機天文望遠鏡上的強光激光器，它與攝像鏡頭同步轉動，從而標記出表面投影方格的被拍攝區域；在使用單反相機對網格區域進行拍照的同時，安裝在天文望遠鏡上的激光器便會標記出單反相機正在拍攝的網格區域同時 CCD 數字相機也會對橋梁底面進行拍攝，并將圖像傳到控制器中，經過控制器對激光器激光標記的識別，判斷出正在拍攝圖像的方格區域，然后將幻燈片圖片相關方格進行標記，再通過投影儀將圖片投射到焊接部位，由此可以直觀地分辨出已拍攝區域和待拍攝區域，避免了拍攝圖像的不連續、漏拍或重復拍攝現象，提高了檢測的準確度；

（5）獲取焊接圖像后的處理：采用中值濾波方法對焊接縫圖像進行濾波處理，中值濾波能較好地保留圖像邊緣，圖像輪廓比較清晰，可以得到比較好的平滑效果；圖像分割，一般圖像由背景和目標物體組成，由于他們對光線的反射能力不同，通常情況下，焊接縫較背景暗，因此可以選擇一個灰度閾值將物體區域分割開來；去燥二值化處理；圖像分割和焊接縫圖像識別；

（6）最后將處理后的焊接縫圖像進行地址定位和標記，并存儲在存儲模塊中。

進一步的，所述爬壁機器人自動焊接的裝置包括爬壁機器人，調節機械臂和自動焊接裝置，所述爬壁機器人與建筑物墻壁通過磁力連接，所述爬壁機器人活動運動在建筑物墻壁上，所述爬壁機器人上固定連接有調節機械臂的一端，所述調節機械臂的另一端連接有自動焊接裝置；

所述自動焊接裝置包括控制器，所述控制器的輸入端分別連接有溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、圖像處理模塊，所述圖像處理模塊還連接有圖像獲取模塊，所述控制器的輸出端分別電連接有報警模塊、無線通訊模塊、電機驅動模塊、焊接設備和調節機械臂，所述電機驅動模塊還連接有爬壁機器人，所述控制器還連接有存儲模塊和電源模塊。

進一步的，所述建筑物墻壁包括豎直方向和水平方向的墻壁。

進一步的，所述調節機械臂采用360°全方向調節。

進一步的，所述控制器采用單片機或PLC。

進一步的，所述焊接設備包括送絲機和焊槍。