[發(fā)明專利]用于大型結(jié)構(gòu)件龍門式機器人焊接的三維視覺系統(tǒng)及控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010614809.9 | 申請日： | 2020-06-30 |
| 公開（公告）號： | CN111774775B | 公開（公告）日： | 2021-09-21 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王興華;廖良闖;孫宏偉;李萌萌;馬韜;王威;張政;曹榮祥;江舒;王傳生 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國船舶重工集團公司第七一六研究所;江蘇杰瑞科技集團有限責(zé)任公司 |
| 主分類號： | B23K37/02 | 分類號： | B23K37/02 |
| 代理公司： | 南京理工大學(xué)專利中心 32203 | 代理人： | 陳鵬 |
| 地址： | 222001 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 大型 結(jié)構(gòu)件 龍門 機器人 焊接 三維 視覺 系統(tǒng) 控制 方法 | ||
1.一種用于大型結(jié)構(gòu)件龍門式機器人焊接的三維視覺系統(tǒng)控制方法，其特征在于，三維視覺系統(tǒng)包括三維視覺裝置(1)、移動裝置(2)、控制與電源裝置(3)以及龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)；
所述三維視覺裝置(1)用于大型結(jié)構(gòu)件(5)表面信息的采集和成像；
所述移動裝置(2)用于帶動三維視覺裝置(1)實現(xiàn)對不同尺寸的大型結(jié)構(gòu)件(5)表面信息的連續(xù)采集和成像；
所述控制與電源裝置(3)用于實現(xiàn)三維視覺裝置(1)采集數(shù)據(jù)的分析處理，與龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)的通信以及供電；
所述龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)用于執(zhí)行控制與電源裝置(3)所給出的指令，對識別出的焊縫進(jìn)行焊接作業(yè)；
所述三維視覺裝置(1)包括第一一字型線激光裝置(11)、第二一字型線激光裝置(12)、第一三維視覺傳感器(13)和第二三維視覺傳感器(14)，兩個一字型線激光裝置發(fā)射出的一字激光線相互平行且布置在兩個三維視覺傳感器的兩邊，第一三維視覺傳感器(13)和第二三維視覺傳感器(14)布置在第一一字型線激光裝置(11)和第二一字型線激光裝置(12)中間，用于采集同側(cè)的一字激光線圖像；其中，第一三維視覺傳感器(13)上鏡頭的光軸與第一一字型線激光裝置(11)夾角為45度，第二三維視覺傳感器(14)上鏡頭的光軸與第二一字型線激光裝置(12)夾角為45度；
所述移動裝置(2)搭載三維視覺裝置(1)，所述龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)的軌道位于移動裝置(2)的下方；
該控制方法包括以下步驟：
步驟1，移動裝置(2)復(fù)位到焊接系統(tǒng)一側(cè)初始位置，等待大型結(jié)構(gòu)件(5)到達(dá)焊接工位后，控制與電源裝置(3)發(fā)出啟動指令給移動裝置(2)和三維視覺裝置(1)，三維視覺裝置(1)上電，第一一字型線激光裝置(11)打出一字激光線，第一三維視覺傳感器(13)等待采集命令；
步驟2，控制與電源裝置(3)發(fā)出開始運動指令給移動裝置(2)，同時，發(fā)出開始采集指令給第一三維視覺傳感器(13)，移動裝置(2)開始勻速正方向移動，第一三維視覺傳感器(13)開始采集一字激光線圖像；
步驟3，移動裝置(2)勻速運動到末端位置并停止，此時第一三維視覺傳感器(13)也同步完成一字激光線圖像的采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至控制與電源裝置(3)中的圖像工作站中；
步驟4，圖像工作站通過對接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行點云處理，識別出待焊接的焊縫位置，并轉(zhuǎn)換為龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)對應(yīng)格式的焊縫空間坐標(biāo)，發(fā)送給龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)，驅(qū)動其對識別出的焊縫進(jìn)行焊接作業(yè)；
步驟5，龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)完成焊接作業(yè)后運動到移動裝置(2)一側(cè)并停止，大型結(jié)構(gòu)件旋轉(zhuǎn)或者翻轉(zhuǎn)到位，控制與電源裝置(3)發(fā)出啟動指令給移動裝置(2)和三維視覺裝置(1)，三維視覺裝置(1)上電，第二一字型線激光裝置(12)打出一字激光線，第二三維視覺傳感器(14)等待采集命令；
步驟6，控制與電源裝置(3)發(fā)出開始運動指令給移動裝置(2)，同時，發(fā)出開始采集指令給第二三維視覺傳感器(14)，移動裝置(2)開始勻速反方向移動，第二三維視覺傳感器(14)開始采集一字激光線圖像；
步驟7，移動裝置(2)勻速運動到始端位置并停止，此時，第二三維視覺傳感器(14)也同步完成一字激光線圖像的采集，并將采集到的圖像數(shù)據(jù)傳輸至控制與電源裝置(3)中的圖像工作站中；
步驟8，圖像工作站通過對接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行點云處理，識別出待焊接的焊縫位置，并轉(zhuǎn)換為龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)對應(yīng)格式的焊縫空間坐標(biāo)，發(fā)送給龍門式機器人焊接系統(tǒng)(4)，驅(qū)動其對識別出的焊縫進(jìn)行焊接作業(yè)；重復(fù)以上步驟，直到大型結(jié)構(gòu)件焊接完成。
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