[發明專利]管道工件涂膏的焊縫三維視覺檢測定位裝置及其檢測定位方法

有效

• 申請號: 202011624070.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112834505B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 王飛陽;莊金雷;陳盟;高云峰;曹雛清
• 申請（專利權）人: 蕪湖哈特機器人產業技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 何全陸

本發明公開了一種管道工件涂膏的焊縫三維視覺檢測定位裝置，在工業機器人(1)的伸出端設置末端工裝夾具(2)，工件(3)安裝在末端工裝夾具(2)上；檢測定位裝置設置視覺傳感器；工業機器人(1)為六自由度的機器人；視覺傳感器為面結構光傳感器(4)。采用上述技術方案，通過對比注冊時的焊縫曲線點和檢測時的焊縫曲線點校準機器人涂膏路徑點，可計算出當前焊縫相對于機器人的空間分布情況，從而可對注冊時示教的機器人涂膏路徑進行校準，解決由于工件一致性誤差導致的機器人示教涂膏路徑通用性差的問題，實現檢測工件焊縫的準確涂膏作業。

技術領域

本發明屬于自動化生產中視覺檢測的技術領域。更具體地說，本發明涉及一種管道工件涂膏的焊縫三維視覺檢測定位裝置，可應用于一般工件焊縫的視覺檢測和定位。本發明還涉及該測定位裝置采用的檢測定位方法。

背景技術

1、相關技術發展背景介紹：

復雜零部件的涂膠(涂膏)工序是一道重要工序，由于涂膠位置復雜，目前涂膠工序主要依靠人工手動完成，人工完成涂膠任務，主要存在效率低下、工人勞動強度大、涂膠質量一致性差等問題。目前，為了改善涂膠工藝，工業現場已開發大量自動化裝備進行自動化涂膠工作，如借助工業機器人的靈活性和易于實現自動化等特點集成涂膠系統實現復雜零部件自動涂膠工作等。

借助工業機器人實現工件涂膠自動化作業，工件的涂膠質量主要取決于工件自身的一致性和機器人的重復定位精度，一般工業機器人的重復定位精度已經達到很高的精度(誤差在0.03mm左右)，因此，工件涂膠質量主要取決于工件自身的加工一致性。復雜零部件，如形狀復雜的焊接加工件等，由于組成零件數量較多，焊接過程中的零件工裝定位精度難以保證彼此之間的空間位置關系，同時焊接加工還存在嚴重的焊接變形問題，因此該類零部件的自身一致性通常也難以保證。

機器視覺技術是一種新興的檢測技術，其通過圖像、點云等目標傳感數據，識別和定位目標物體特定區域。目前，基于機器視覺技術，已經開發的一些工件涂膠位置定位裝置和方法

2、現有技術的檢索結果：

對比文件1：專利申請號為201811271176.5的專利文獻：“基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法”，其技術方案是：

該發明公開了基于多模板匹配的焊縫視覺定位方法，包括以下步驟：

S1、將焊槍與視覺系統固定，使兩者相對位置不變；

S2、對焊縫中心定位：S21、選取清晰且目標特征明顯的焊縫圖像作為參考圖像；S22、在參考圖像中創建包含焊縫拐角的兩個矩形區域，即ROI區域，通過閾值分割提取ROI區域激光條紋，生成模板區域圖像；S23、在模板區域圖像中進行參數選擇依次創建多模板；S24、在焊接過程中實時采集圖像，確定圖像中坡口左右兩個拐角的位置，再由兩個拐角位置中心來確定焊縫中心的位置。

該專利文獻稱：其技術方案減少了兩拐點之間不規則信號的干擾，大幅提高匹配準確率。

3、最接近的現有技術存在的技術問題：

針對復雜零部件的涂膠位置進行定位，主要有以下兩種方法：

第一種方法：使用專用工裝夾具，為了獲得較高的零部件定位精度，專用工裝夾具的制造公差必須設置得非常小，此時導致專用工裝夾具的制造難度和成本顯著提升；另外對于由多個零件焊接而成的工件，為了實現不同焊縫的高精度定位，可能需要對工件進行二次裝夾定位，工件組成零部件越多，焊縫越多，需要二次裝夾的次數也越多，對應的工裝夾具的結構也越復雜。因此，采用專用的工裝夾具進行零部件的涂膠位置定位，工裝夾具存在結構設計復雜、制造難度大、成本高昂的問題。