[發明專利]一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法

有效

• 申請號: 202110303032.9
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113146622B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 李海超;徐艷利;徐勇;張志鵬;丁曉明
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京新風航天裝備有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;B23K26/21
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：將骨架與蒙皮固定在卡具上，調整機器人的基坐標，對蒙皮進行圖像采集；

步驟2：對采集到的圖片劃定特征點的ROI區域，進行特征點識別，確定特征點；

步驟3：根據確定的特征點，生成焊接路徑，并保存焊接路徑；

步驟4：根據生成的焊接路徑，控制焊接機器人通過激光焊接頭，對蒙皮的A面和B面進行翻面焊接；

所述步驟4具體為：

步驟4.1：根據A面加載骨架特征點，加載A面骨架上標定的ROI區域，在ROI區域中自動提取特征點，A面加載蒙皮特征點，加載A面蒙皮上標定的ROI區域，在ROI中，軟件會自動提取特征點，對A面計算焊點，利用識取的特征點，計算出焊點坐標，計算的焊點和路徑保存到焊接文件中，進行A面焊接，根據焊接文件記錄的位置，控制焊接機器人通過激光焊槍執行焊接完成A面的三點點固，1、2、3、8和10路徑的點焊焊接；A面中路徑1、路徑2和路徑3指向路徑4，路徑8指向路徑12，路徑11指向路徑10，路徑10指向路徑7，路徑5指向路徑8，路徑6與路徑9垂直相交，路徑9指向路徑3，路徑6指向路徑10；B面中路徑與A面路徑成鏡像路徑；

所述路徑1、路徑2、路徑3、路徑8、路徑9和路徑10為水平路徑；路徑4、路徑6、路徑7和路徑11為豎直路徑，路徑4位于中部，路徑4分別與路徑1、路徑2、路徑3、路徑8和路徑9相交；

路徑5為斜向路徑，路徑5分別與路徑1、路徑2、路徑3、路徑8、路徑9和路徑10相交；

根據B面加載骨架特征點，加載B面骨架上標定的ROI區域，在ROI中提取特征點，B面加載蒙皮特征點，加載B面蒙皮上標定的ROI區域，在ROI中提取特征點，對B面計算焊點，利用識取的特征點，計算出焊點坐標，計算的焊點和路徑保存到焊接文件中，進行B面焊接，根據焊接文件記錄的位置，控制焊接機器人通過激光焊槍執行焊接完成A面三點點固，1、2、3、8和10路徑的點焊焊接，并完成B面路徑1～7的連續焊接；

步驟4.2：翻回A面，通過視覺采集蒙皮骨架工件的圖像，與翻面之前A面進行對比，計算翻面后工件的旋轉和平移矩陣，根據矩陣重新計算保存的焊點和路徑；繼續A面焊接，根據重新計算的焊點和焊接路徑，執行焊接完成A面1～12路徑的連續焊接；

翻回B面，通過視覺采集蒙皮骨架工件的圖像，與翻面之前B面進行對比，計算翻面后工件的旋轉和平移矩陣，根據矩陣重新計算保存的焊點和路徑，繼續B面焊接，根據重新計算的焊點和焊接路徑，執行焊接完成B面8～12路徑的連續焊接。

2.根據權利要求1所述的一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，其特征是：所述步驟1具體為：

將骨架與蒙皮固定在卡具上，調整機器人的基坐標，使得機器人X軸和Y軸的運動方向與蒙皮表面平行，將兩組條形光源安裝在落地支架上，通過調整角度對蒙皮骨架的光線進行補償，通過相機和鏡頭對蒙皮骨架的進行圖像采集，并將圖像數據傳輸至計算機。

3.根據權利要求2所述的一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，其特征是：所述相機采用5k相DAHENG MER-2000-19u3m，鏡頭采用無畸變鏡頭V0828-MPY2。

4.根據權利要求3所述的一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，其特征是：所述步驟2具體為：

對采集到的圖像進行劃定特征點的ROI區域，包括：

雙直線形心：獲取ROI區域內最長的兩條直線的形心坐標，適用于獲取骨架上的中心點的特征點；

雙直線交點：獲取ROI區域內最長的兩條直線的交點坐標，適用于獲取蒙皮上兩條邊之間的夾角坐標；

單直線中心點：獲取ROI區域內最長的直線的中心點坐標，適用于獲取蒙皮邊沿的點固點和特征點。