[发明专利]一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法及智能焊接机器人

摘要

本发明公开一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法及智能焊接机器人，包括移动小车、升降装置、机械手、焊枪、计算机控制系统。升降装置安装于移动小车上，机械手安装于升降装置上，焊枪安装于机械手上；焊枪上设有视觉识别定位焊缝自动跟踪器，视觉识别定位焊缝自动跟踪器包括依次连接的视觉传感器、控制器及执行机构，执行机构与焊枪连接；计算机控制系统用于对移动小车、升降装置、机械手及焊枪进行控制。通过一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法及智能焊接机器人，解决了目前造船、海洋工程、桥梁钢结构、钢结构建筑、化工机械和起重机械等重型机械的行业的金属结构连接的电弧焊接的可移动焊接机器人的视觉识别定位焊缝自动跟踪问题。

主权项

1.一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法，用于对金属结构焊缝进行焊接，其特征在于，通过智能焊接机器人进行焊接，步骤如下：一、视觉测量，利用视觉传感器测量智能焊接机器人在金属结构焊接的工作区位置，测量金属结构件的XYZ座标；二、金属结构识别定位，与计算机控制系统调出的金属结构CAD数据进行对比和位置仿真显示，找到智能焊接机器人在金属结构焊接的工作区位置，由计算机控制系统控制智能焊接机器人移动到金属结构焊接的位置，并控制焊枪带着焊缝自动跟踪器找到焊缝的始点位置；三、直接拍摄电弧式自动跟踪焊缝法，自动跟踪焊缝的关键技术主要包括：图像采集、高精度系统标定、图像的特征提取，亚像素边缘定位技术，视觉传感器把电弧、熔池、导电嘴、焊丝伸出和焊接坡口一起拍摄成图像，并根据电弧附近的图像求得坡口宽度，然后判断焊丝是否对准中心位置及焊丝伸出长度是否合适，使焊枪跟踪焊缝；视觉传感器预测坡口形状和截面积，并用于焊接过程的自适应控制，适用于各种坡口形状；四、焊缝自动跟踪器，主要由视觉传感器、控制器、执行机构三大部分组成，视觉传感器是直接拍摄电弧，把电弧、熔池、导电嘴、焊丝伸出和焊接坡口一起拍摄成图像，并根据电弧附近的图像求得坡口宽度，然后判断焊丝是否对准中心位置及焊丝伸出长度是否合适，并把精确检测出焊缝的位置和形状信息转化为电信号，控制器对信号进行处理，执行机构根据检测结果控制自动调节机构调整焊枪位置，从而实现焊缝自动跟踪；其中，所述智能焊接机器人包括：移动小车、升降装置、机械手、焊枪、计算机控制系统；所述升降装置安装于所述移动小车上，所述机械手安装于所述升降装置上，所述焊枪安装于所述机械手上；所述焊枪上设有视觉识别定位焊缝自动跟踪器，所述视觉识别定位焊缝自动跟踪器包括依次连接的视觉传感器、控制器及执行机构，所述执行机构与所述焊枪连接，所述视觉识别定位焊缝跟踪器上安装有电弧滤光片；所述计算机控制系统用于对所述移动小车、所述升降装置、所述机械手及所述焊枪进行控制；所述移动小车为轮式行走结构或者履带式行走结构或者腿式行走结构。