[發(fā)明專利]一種基于激光傳感器的焊接機器人蓋面焊在線跟蹤方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710533402.1 | 申請日： | 2017-07-03 |
| 公開（公告）號： | CN107186319B | 公開（公告）日： | 2019-02-22 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王炬成;顧曉波;高霆 | 申請（專利權(quán)）人： | 江蘇科技大學;江蘇科技大學海洋裝備研究院;江蘇現(xiàn)代造船技術(shù)有限公司 |
| 主分類號： | B23K9/127 | 分類號： | B23K9/127 |
| 代理公司： | 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316 | 代理人： | 滑春生 |
| 地址： | 212000*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 激光 傳感器 焊接 機器人 蓋面焊 在線 跟蹤 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種基于激光傳感器的焊接機器人蓋面焊在線跟蹤方法，包括如下步驟：（1）在機器人上安裝和調(diào)試焊槍和激光傳感器；（2）校準機器人；（3）調(diào)整焊槍姿態(tài)，按照機器人的標準程序標定焊槍的TCP；（4）把焊槍調(diào)整到垂直于工件同時激光條紋與工件焊縫垂直的姿態(tài)，測量激光傳感器相對于焊槍的角度，以及投射到工件上的激光條紋與焊槍末端的水平距離；（5）選擇焊道類型為蓋面焊，并通過控制系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置；（6）開啟激光傳感器，由步驟（5）的參數(shù)為公式計算得到激光條紋上的各點坐標，利用各點坐標擬合出跟蹤焊接路徑。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明可以對蓋面焊之前的焊道特征進行實時識別、反饋，調(diào)整蓋面焊道路徑和焊縫跟蹤。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于焊接機器人領(lǐng)域，特別涉及一種基于激光傳感器的焊
接機器人蓋面焊在線跟蹤方法。
背景技術(shù)
機器人焊接過程中，受工件坡口加工精度、焊接過程工件熱變形等因素的影響，機器人在運行示教路徑時，焊槍往往會偏離焊縫中心，出現(xiàn)熔敷金屬不均勻、焊道偏離、咬邊等焊接缺陷，從而造成焊接質(zhì)量下降。因此，焊接過程中要求弧焊機器人能夠有效檢測出焊縫的偏差并調(diào)整焊接路徑，以保證焊接質(zhì)量的可靠性。
近幾年來，隨著機器視覺、圖像處理、模式識別、智能控制等技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)提出多種應(yīng)用于機器人焊接的傳感器。其中激光傳感器以其結(jié)構(gòu)簡單，信息量大、精度高及穩(wěn)定性較好的特點，成為應(yīng)用于厚板焊接智能控制領(lǐng)域的理想選擇。激光傳感器的基本原理是將條狀激光投射到工件上，利用 CCD 采集工件上反射的激光條紋圖像，再通過一系列的信號處理，最后得到需要的坡口特征信息。但是由于多層多道焊縫表面形貌復(fù)雜，尤其在蓋面焊接時前焊道特征不明顯，普通激光視覺傳感器很難正確識別其形貌特征，限制了激光跟蹤器在蓋面焊領(lǐng)域的限制。
因此，提供一種可以對蓋面焊之前的焊道特征進行實時識別、反饋，調(diào)整蓋面焊道路徑和焊縫跟蹤的方法十分重要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種可以對蓋面焊之前的焊道特征進行實時識別、反饋，調(diào)整蓋面焊道路徑和焊縫跟蹤的基于激光傳感器的焊接機器人蓋面焊在線跟蹤方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于激光傳感器的焊接機器人蓋面焊在線跟蹤方法，其創(chuàng)新點在于：所述在線跟蹤方法包括如下步驟：
（1）在機器人上安裝焊槍和激光傳感器，待安裝完成后啟動激光傳感器，投射激光掃描光束，調(diào)試激光傳感器的激光掃描光束中點到焊縫附近，并確保激光掃描光束沿焊接路徑超前于焊槍末端一定距離，使焊縫在焊接前已被激光傳感器預(yù)掃描；
（2）校準機器人，即機器人各軸零點校準，如果未校準或校準精度差，則會影響到機器人的運行精度和焊縫跟蹤精度；
（3）調(diào)整焊槍姿態(tài)，按照機器人的標準程序標定焊槍的TCP，即焊槍安裝的工具點，生成一個以工具參照點為原點的空間坐標系；
（4）把焊槍調(diào)整到垂直于工件同時激光條紋與工件焊縫垂直的姿態(tài)，測量激光傳感器相對于焊槍的角度，以及投射到工件上的激光條紋與焊槍末端的水平距離；
（5）選定工件的坡口類型，選擇焊道類型為蓋面焊，并通過控制系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置；
（6）開啟激光傳感器，控制系統(tǒng)的圖像采集單元接收工件坡口包含結(jié)構(gòu)光的原始圖像；對所述原始圖像進行處理，通過激光控制系統(tǒng)識別激光條紋投射到焊接工件上的特征點，提取有效特征點并計算其在圖像中的位置；其中，所述的激光條紋上的有效特征點包括坡口頂點以及蓋面焊前道焊層與坡口的交點；
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