[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

本發明是一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法。本發明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；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；根據確定的特征點，生成焊接路徑，并保存焊接路徑；根據生成的焊接路徑，控制焊接機器人通過激光焊槍，對蒙皮的A面和B面進行翻面焊接。本發明單側焊縫路徑識別數據用時不超過3min，避免大量人工示教等工作，全程自動化，節約大量時間成本。本發明計算生成的焊接路徑可自動保存，可記錄蒙皮下面骨架的焊接路徑。

技術領域

本發明涉及蒙皮骨架焊接技術領域，是一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法。

背景技術

網格狀排布的骨架結構，在其兩側覆蓋上蒙皮以達到密閉效果。骨架類結構與傳統結構相比減重達50％以上，蒙皮骨架結構表面多由多平面拼接而成，工件表面有反光，焊接過程中存在熱變形。目前這類結構多采用激光焊接實現蒙皮和骨架上肋筋的連接，一般通過夾具定位，機器人執行示教程序實現焊接，為了控制變形采用多次裝夾定位的方式完成，蒙皮骨架結構在焊接過程中，由于蒙皮蓋在骨架上，遮擋了骨架上的焊接路徑，在實際焊接過程中沒辦法確定焊接位置是否在盲筋上。蒙皮骨架在焊接工藝上要求工件的A面和B面交替焊接，每次翻面焊接都需要重新進行人工示教，示教時間占整個焊接作業周期的70％以上，效率低。

發明內容

本發明為了縮短焊接作業周期，提高焊接效率，本發明提供了一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，本發明提供了以下技術方案：

一種骨架蒙皮結構激光焊接的視覺識別方法，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槍，對蒙皮的A面和B面進行翻面焊接。

優選地，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。

優選地，所述相機采用5k相DAHENG MER-2000-19u3m，鏡頭采用無畸變鏡頭V0828-MPY2。

優選地，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。

優選地，所述步驟3具體為：

使用特征點作為焊點，當使用四個特征點，每2個特征點確定一條直線，2條直線的交點作為焊點；

生成焊接路徑，根據確定的焊點生成焊接路徑，焊接路徑的第一個焊點為焊接起始點，最后一個焊點為焊接結束點，中間的焊點為途徑點；

自動保存焊接路徑，生成的焊接路徑自動保存，并且隨時調取路徑繼續進行焊接。

優選地，所述步驟4具體為：