[發明專利]一種基于模板識別的工業機器人焊接控制系統及方法

有效

• 申請號: 202210669674.5
• 申請日: 2022-06-14
• 公開（公告）號: CN114986051B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 吳凌云;何志雄;陳統書
• 申請（專利權）人: 廣東天太機器人有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B25J9/16
• 代理公司: 佛山市禾才知識產權代理有限公司 44379
• 代理人: 劉羽波;陳嘉琦

一種基于模板識別的工業機器人焊接控制系統，包括傳輸履帶、多個采集模塊、信息處理模塊以及工業機器人，工業機器人包括接收模塊以及多個焊接機械臂；信息處理模塊包括坐標劃分模塊；坐標劃分模塊根據以傳輸履帶的對稱中心為十字坐標系的原點，以傳輸履帶的運輸方向為x軸方向，以傳輸履帶的寬度方向為y軸方向，構建出虛擬十字坐標系；沿y軸方向間距劃分出多個運行區域；其中每一個運行區域內均設置有采集模塊以及焊接機械臂，本發明所提出的方法，通過坐標的構建、模板圖的識別以及傳輸履帶的運動速度共同作用下，能夠待焊接目標的焊接點進行實時跟蹤，即使待焊接目標隨意擺放在傳輸履帶，也可找出其所在的焊接點，實現精準的焊接。

技術領域

本發明涉及機器人控制技術領域，特別是一種基于模板識別的工業機器人焊接控制系統及方法。

背景技術

隨著現代科學技術的不斷進步，尤其是傳感器和執行器處理能力的提高、計算機技術的發展以及機械設計和數控加工工具的進步等共同推動了機器人的迅速發展。智能機器人已經被廣泛應用于工程、生產制造以及生活等各個領域，它憑借著小型化、智能化以及靈活性高等優點能夠在焊接工作中代替人類執行任務。

而在現有的焊接控制系統中通常會采用夾持裝置夾持固定需要焊接的目標，然后通過運輸裝置目標移動至焊接機器人處進行焊接，此方法由于夾持裝置、以及焊接機器人的位置相對固定，只需要提前設置好焊接機器人的焊接點位置，待運輸裝置將目標運輸到特定的位置即刻驅動焊接機器人對其進行焊接，但是該系統需要設置夾持裝置以及運輸裝置，需要較大的生產空間來安裝相應的運輸裝置以及夾持裝置；所以一種能夠降低生產空間還能保持焊接精度的焊接系統亟待出現。

發明內容

針對上述缺陷，本發明的目的在于提出一種基于模板識別的工業機器人焊接控制系統及方法，通過坐標的構建、模板圖的識別以及傳輸履帶的運動速度共同作用下，實現精準的焊接。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：一種基于模板識別的工業機器人焊接控制系統，包括傳輸履帶、多個采集模塊、信息處理模塊以及工業機器人，所述工業機器人包括接收模塊以及多個焊接機械臂；

所述信息處理模塊包括坐標劃分模塊、匹配模塊以及判斷模塊；

所述坐標劃分模塊根據以所述傳輸履帶的對稱中心為十字坐標系的原點，以傳輸履帶的運輸方向為x軸方向，以傳輸履帶的寬度方向為y軸方向，構建出虛擬十字坐標系；沿y軸方向間距劃分出多個運行區域；其中每一個運行區域內均設置有所述采集模塊以及焊接機械臂；所述采集模塊用于持續拍攝獲取在對應運行區域內圖像信息，并將所述圖像信息發送個所述匹配模塊；所述匹配模塊用于使用多個模板圖對所述圖像信息進行匹配，判斷所述圖像信息中是否存在待焊接目標，若存在待焊接目標，則獲取待焊接目標的焊接點所對應的焊接坐標，并將所述焊接坐標發送給所述坐標劃分模塊；所述判斷模塊用于接收所述焊接坐標，并通過焊接坐標所在的y軸坐標確定所述焊接坐標所在的運行區域，將所述焊接坐標以及其所在是運行區域生成出控制指令，并將所述控制指令發送給所述接收模塊；所述接收模塊用于解析所述控制指令，得到對應的運行區域信息，根據運行區域信息找出在該運行區域內的焊接機械臂，并將所述焊接坐標發送給該運行區域內的焊接機械臂；所述焊接機械臂根據傳輸履帶的運動速度對焊接坐標進行更新，待所述焊接坐標進入到所述焊接機械臂的工作范圍內時，所述焊接機械臂根據所述焊接坐標對待焊接目標進行焊接操作。

優選的，還包括復檢模塊，所述復檢模塊用于當所述待焊接目標進入到復檢區域時，獲取復檢區域上的圖像信息，重新調用所述匹配模塊再次獲取所述待焊接目標的焊接坐標，將位于復檢區域時焊接坐標中的y軸坐標與首次獲取的y軸坐標進行匹配判斷，獲取y軸坐標的變化值，若y軸坐標變化值大于變化閾值，則重新調用所述判斷模塊，重新通過焊接坐標所在的y軸坐標確定所述焊接坐標所在的運行區域，重新生產所述控制指令。