CN106514068A - 一种机器人智能焊接的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人智能焊接的控制方法，包括依次进行的以下步骤：对待焊件的焊接点进行图像标记；建立图像识别系统，将焊接点的图像标记录入图像识别系统；将图像识别系统与焊接机器人进行匹配；对图像识别系统与焊接机器人内部的三轴坐标系进行统一标准化；将待焊件置入焊接机器人的焊接平台；启动图像识别系统与焊接机器人；图像识别系统检测待测件上的与录入标记相同的图像标记，获取其三维坐标；焊机机器人获取焊接臂焊枪的三维坐标；对比获取的图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标，进行向量运算；根据向量运算的结果控制机械臂运动。本发明的优点是：改进成本低，可直接在现有设备上进行改造；具有自检功能，工作稳定性高。

Description

一种机器人智能焊接的控制方法

技术领域

本发明涉及一种焊接机械，具体涉及一种机器人智能焊接的控制方法。

背景技术

焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。点焊对焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人需要有多大的负载能力，取决于所用的焊钳形式。对于用与变压器分离的焊钳，30～45kg负载的机器人就足够了。但是，这种焊钳一方面由于二次电缆线长，电能损耗大，也不利于机器人将焊钳伸入工件内部焊接；另一方面电缆线随机器人运动而不停摆动，电缆的损坏较快。因此，目前逐渐增多采用一体式焊钳。这种焊钳连同变压器质量在70kg左右。考虑到机器人要有足够的负载能力，能以较大的加速度将焊钳送到空间位置进行焊接，一般都选用100～150kg负载的重型机器人。为了适应连续点焊时焊钳短距离快速移位的要求。新的重型机器人增加了可在0.3s内完成50mm位移的功能。这对电机的性能，微机的运算速度和算法都提出更高的要求。

现有的焊接机器人一般根据预设的程序进行焊接或者人工遥控焊接，根据预设的程序进行焊接对生产线整体要求较高，人工遥控焊接效率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是低成本自动焊接，目的在于提供一种机器人智能焊接的控制方法，解决现有的焊接机器人一般根据预设的程序进行焊接或者人工遥控焊接，根据预设的程序进行焊接对生产线整体要求较高，人工遥控焊接效率较低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种机器人智能焊接的控制方法，包括依次进行的以下步骤：

A、对待焊件的焊接点进行图像标记；一般采用与待焊件表面颜色明显不同的颜色对焊接点进行标记，便于识别。

B、建立图像识别系统，将步骤A中焊接点的图像标记录入图像识别系统；将所需识别的颜色，图案录入图像识别系统，同时，优选采用OCR识别技术，将将颜色进行二值化，将图案录入字符识别库；

C、将步骤B的图像识别系统与焊接机器人进行匹配；对图像识别系统与焊接机器人内部的三轴坐标系进行统一标准化；图像识别系统在识别图像的同时可以进行距离测定从而分析待测点三维坐标，统一图像识别系统与焊接机器人的三维坐标系便于确认焊枪与焊接点的位置关系；

D、将待焊件置入焊接机器人的焊接平台；

E、启动图像识别系统与焊接机器人；

F、图像识别系统检测待测件上的与步骤B录入标记相同的图像标记，获取其三维坐标；焊机机器人获取焊接臂焊枪的三维坐标；

G、对比步骤F获取的图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标，进行向量运算；获取图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标在X、Y、Z轴上的向量差；

H、根据步骤G向量运算的结果控制机械臂运动；根据步骤G获取的X、Y、Z轴的向量差控制机械臂的三轴移动；

I、依次重复步骤F、G、H直到图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标相同

J、启动焊枪进行焊接；

K、依次重复步骤F至J，直到图像识别系统无法检测到图像标记。

所述步骤B可以录入多种图像标记。可录入多种图像标记预设为不同的模板，便于调用。

所述步骤D将待焊件置入焊接平台时还可手动录入该焊接件焊接点的数量，步骤K图像识别系统无法检测到图像标记后统计步骤F至J的循环次数，与手动录入该焊接件焊接点的数量进行对比。通过对比步骤F至J的循环次数与手动录入该焊接件焊接点的数量，可以知道图像识别系统是否对每个焊接点都进行了识别，若相同，则完成识别，若不同，则识别系统出现故障。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种机器人智能焊接的控制方法，改进成本低，可直接在现有设备上进行改造；

2、本发明一种机器人智能焊接的控制方法，具有自检功能，工作稳定性高。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

一种机器人智能焊接的控制方法，包括依次进行的以下步骤：

A、对待焊件的焊接点进行图像标记，焊接件为黑色，标记点为白色；一般采用与待焊件表面颜色明显不同的颜色对焊接点进行标记，便于识别。

B、建立图像识别系统，将步骤A中焊接点的图像标记录入图像识别系统，系统设置为识别图像中白色的部分，图像识别系统基于摄像头和DSP芯片；将所需识别的颜色，图案录入图像识别系统，同时，优选采用OCR识别技术，将将颜色进行二值化，将图案录入字符识别库；

C、将步骤B的图像识别系统与焊接机器人进行匹配；对图像识别系统与焊接机器人内部的三轴坐标系进行统一标准化；图像识别系统在识别图像的同时可以进行距离测定从而分析待测点三维坐标，统一图像识别系统与焊接机器人的三维坐标系便于确认焊枪与焊接点的位置关系；

D、将待焊件置入焊接机器人的焊接平台，同时录入该待焊件焊接点的数量n，n为正整数；

E、启动图像识别系统与焊接机器人；

F、图像识别系统检测待测件上的白色图像标记，获取其与通过测距装置获取标记与摄像头的距离，根据标记与摄像头的距离和标记位于图像中的二维坐标确定图像标记的三维坐标；焊机机器人获取焊接臂焊枪的三维坐标；

G、对比步骤F获取的图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标，进行向量运算；获取图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标在X、Y、Z轴上的向量差；

H、根据步骤G向量运算的结果控制机械臂运动；根据步骤G获取的X、Y、Z轴的向量差控制机械臂的三轴移动；

I、依次重复步骤F、G、H直到图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标相同

J、启动焊枪进行焊接；

K、依次重复步骤F至J，直到图像识别系统无法检测到图像标记后，系统检测步骤F至J的循环次数是否为n，若是，完成焊接，若不是，系统报错。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机器人智能焊接的控制方法，其特征在于，包括依次进行的以下步骤：

A、对待焊件的焊接点进行图像标记；

B、建立图像识别系统，将步骤A中焊接点的图像标记录入图像识别系统；

C、将步骤B的图像识别系统与焊接机器人进行匹配；对图像识别系统与焊接机器人内部的三轴坐标系进行统一标准化；

D、将待焊件置入焊接机器人的焊接平台；

E、启动图像识别系统与焊接机器人；

F、图像识别系统检测待测件上的与步骤B录入标记相同的图像标记，获取其三维坐标；焊机机器人获取焊接臂焊枪的三维坐标；

G、对比步骤F获取的图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标，进行向量运算；

H、根据步骤G向量运算的结果控制机械臂运动；

I、依次重复步骤F、G、H直到图像标记的三维坐标与焊枪的三维坐标相同

J、启动焊枪进行焊接；

K、依次重复步骤F至J，直到图像识别系统无法检测到图像标记。

2.根据权利要求1所述的一种机器人智能焊接的控制方法，其特征在于，所述步骤B可以录入多种图像标记。

3.根据权利要求1所述的一种机器人智能焊接的控制方法，其特征在于，所述步骤D将待焊件置入焊接平台时还可手动录入该焊接件焊接点的数量，步骤K图像识别系统无法检测到图像标记后统计步骤F至J的循环次数，与手动录入该焊接件焊接点的数量进行对比。