[發(fā)明專利]一種用于焊縫打磨的焊縫識別定位方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010825510.8
• 申請日: 2020-08-17
• 公開（公告）號: CN111993200B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王詩祺;覃江華
• 申請（專利權(quán)）人: 上海中車瑞伯德智能系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: B24B9/04
• 分類號: B24B9/04;B24B49/12;B24B51/00
• 代理公司: 上海驍象知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31315
• 代理人: 趙峰

1.一種用于焊縫打磨的焊縫識別定位方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟一：建立線掃激光傳感器在機器人上的工具號，標(biāo)定該工具的ＴＣＰ點以及工具坐標(biāo)方向，使坐標(biāo)原點及坐標(biāo)軸與測量坐標(biāo)原點與坐標(biāo)軸完全重合，并根據(jù)焊縫的位置范圍，預(yù)設(shè)所述機器人掃描軌跡和運行速度；

步驟二：啟動所述機器人，根據(jù)運行速度計算獲得所述線掃激光傳感器的掃描幀率，機器人執(zhí)行掃描軌跡，線掃激光傳感器對車體焊縫位置作勻速直線掃描，獲取多幀焊縫輪廓數(shù)據(jù)；

步驟三：所述線掃激光傳感器將各個幀的焊縫輪廓數(shù)據(jù)發(fā)送至工控機，工控機計算出各個幀的焊縫位置及焊縫、母材的形態(tài)參數(shù)，并將位置姿態(tài)轉(zhuǎn)換成機器人坐標(biāo)下的６DOF坐標(biāo)；

步驟四：所述機器人根據(jù)工控機給出的各個6DOF坐標(biāo)計算生成打磨加工軌跡，所述機器人驅(qū)動打磨頭組件執(zhí)行加工軌跡，進行焊縫打磨；

還包括如下焊縫定位流程：所述線掃激光傳感器沿y軸方向，掃描的結(jié)果為沿著y軸等距的多組x,z輪廓數(shù)據(jù)；將獲得的數(shù)據(jù)集進行多線程處理，每個線程進行運行一個單幀輪廓數(shù)據(jù)處理；運算后總進程獲得沿y軸的多組焊縫位置以及打磨參數(shù)數(shù)據(jù)；沿y軸方向，對焊縫識別結(jié)果進行有效性判斷和連續(xù)性判斷；對沿著y軸多組連續(xù)的結(jié)果進行拼接，獲得最終的整條焊縫數(shù)據(jù)，以及焊頭、焊尾位置數(shù)據(jù)；對焊頭和焊尾中間的異常值點進行補償；對各焊縫位置坐標(biāo)點進行坐標(biāo)變換，從傳感器坐標(biāo)變換為機器人坐標(biāo)，生成全部機器人運動軌跡點坐標(biāo){X,Y,Z,A,B,C}；A,B,C為6DOF坐標(biāo)系統(tǒng)中的姿態(tài)角值，即滾動角度、俯仰角度，偏航角度；

所述單幀輪廓數(shù)據(jù)處理步驟包括：

步驟一：對所述線掃激光傳感器采集的單幀輪廓數(shù)據(jù)進行濾波處理；

步驟二：對濾波后的輪廓點集進行一階求導(dǎo)，獲得每個坐標(biāo)上的斜率；

步驟三：對斜率再次進行濾波，獲得輪廓斜率集合；

步驟四：對斜率過大的區(qū)域進行刪除；

步驟五：對輪廓斜率集合進行一階求導(dǎo)，獲得每一個點的具有正負性的曲率值；

步驟六：將所有曲率值大于給定正閾值的連續(xù)區(qū)間確定為一個可能的焊縫邊緣；

步驟七：在每個正閾值連續(xù)區(qū)間設(shè)立多個特征點，對不同區(qū)間特征點生成焊縫左右端點進行配對，對所有符合寬度和高度特征的配對項，尋找其中最大焊縫高度的配對項，在最大高度配對項所在的曲率區(qū)域?qū)ふ易畲笄手滴恢茫瑢⑵湓O(shè)定為焊縫左右端點；

步驟八：通過焊縫左右端點計算焊縫相關(guān)打磨參數(shù)。