[發明專利]角度可調管道組對機器人及管道組角度調節方法

在審

• 申請號: 202010658879.4
• 申請日: 2020-07-09
• 公開（公告）號: CN111889951A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 孫龍飛;黃正凱;鄧亞宏;徐小平;賀瀟;鄧從蓉;梅勁松;陳珉;徐浩然
• 申請（專利權）人: 中建三局第二建設工程有限責任公司
• 主分類號: B23K37/053
• 分類號: B23K37/053;B23K37/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

1.角度可調管道組對機器人，包括：六軸位移臺、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、承載小車、電磁鎖、凹型槽、光源、工控機、顯示屏，其特征在于：六軸位移臺放在承載小車上，在六軸位移臺上安裝凹型槽并且在凹型槽底部安裝電磁鐵，在六軸位移臺的下部安裝一個短支架，在短支架上安裝一個線激光視覺模塊，在承載小車上部安裝一個長支架，在長支架上安裝了2D視覺模塊，在2D視覺模塊的左右分別安裝一個光源，在運載小車上安裝工控機以及顯示屏，工控機分別與六軸位移臺、2D視覺模塊、線激光視覺模塊、顯示屏、光源相連。

2.根據權利要求1所述的角度可調管道組對機器人，其特征在于：所述承載小車的方向輪為全向輪。

3.利用權利要求1所述的角度可調管道組對機器人進行管道組角度調節方法，以設備安裝的地面為X-Y坐標，高度值為Z坐標，其特征在于按以下步驟進行：

步驟一.人工推動角度可調管道組對機器人，使待對接的管道A和待對接的管道B對位接口盡量靠近，要求：XYZ軸方向間距≤30mm；

步驟二.人工用行吊將待對接管道A擺放至工作臺，并固定；

步驟三.人工用行吊將待對接的管道B擺放至對位承載小車，通過物理按鍵，打開電磁鎖，將待對接的管道B固定；

步驟四.通過工控機的軟件界面，設置對管角度、相關管道參數，開啟自動對位，在無人工干預的情況下，工控機按以下步驟進行待對接管道A和待對接管道B的自動對位：

(1)在2D視覺模塊的引導下，工控機通過多方向的Sobel算子與霍夫直線變換算法來提取兩個待對接管道的邊緣，來計算管道兩個邊緣分別所成角度的平均值，來確定角度，2D視覺模塊實時檢測管道A和管道B的夾角，控制六軸位移臺的繞Z軸的旋轉，來控制兩個管道的對位角度，以此達到所需對位的最佳角度；

(2)在2D視覺模塊的引導下，工控機通過管口X和Y軸相對位置計算算法來分別提取管道A、管道B的兩個邊緣角點，即可計算出兩個管道的中點坐標，控制六軸位移臺沿著X軸左右移動，使得管道A和管道B中心的X坐標相同；

(3)利用線激光視覺模塊，工控機通過線激光算法分別提取兩個管道上線激光上合適的兩點，分別計算，得到管道A和管道B的斜率程度，通過線激光，實時監測兩個管道的傾斜程度，控制六軸位移臺繞X軸做俯仰運動，達到兩個管道的傾斜程度一致；

(4)利用線激光視覺模塊，工控機通過線激光算法提取兩管道末端的線激光的坐標，計算得到管道A和管道B的高度信息，線激光視覺模塊實時監測高度，控制六軸位移臺沿著Z軸上下運動，讓管道A和管道B處于同一高度；

(5)在2D視覺模塊的引導下，工控機通過角點提取算法來提取管道A和管道B的中心管道邊緣的兩個角點，得到角點坐標，計算得出兩個管道的中點坐標，控制六軸位移臺的前后移動，當提取到的管道A和管道B的兩個邊緣角點和通過計算得出的管道A和管道B的中點時，這三個點中任意一個點相互靠近，對位停止，通過界面顏色提醒操作員，即完成對位，人工點焊，采用行吊吊走管道。