自动化焊接的焊缝识别方法技术
【技术实现步骤摘要】
自动化焊接的焊缝识别方法
本专利技术涉及的是一种焊缝识别方法，具体的说是一种可实现自动化焊接的焊缝位置识别的方法。
技术介绍
焊接作为“工业裁缝”，是工业生产中重要的加工手段，焊接质量对产品的质量有着重要影响。由于焊接环境差，采用自动焊接装备代替工人进行焊接，不仅可以改善工人的工作环境，而且还可以提高焊接效率。目前，尽管自动焊接装备，例如焊接机器人在生产中得到广泛应用，使得焊接质量得到了极大改善，有效提高了企业的劳动生产效率但在应用中仍然存在很多方面的问题，如何寻找并导引自动焊接装备接近焊缝是其中的首要问题之一。任何自动焊接装备进行焊接之前都要确定焊缝的位置，然后进行焊接。现有技术主要是通过基于视觉的方法对焊缝进行识别与导引。自动焊接装备在焊接时，为了保证自动焊接装备能够准确到达焊接起始点进行焊接工作，其焊缝位置一般通过CCD摄像机对被焊工件进行图像采集、处理，最后把提取的图像特征信息通过通讯软件等一系列工具传送给自动焊接装备控制器，指导自动焊接装备进行焊接工作。这种识别焊缝起始位置的方法需要对焊缝图像进行处理，处理过程较为复杂，对软件方面要求较高，而且该种方法采用CCD摄像机对被焊工件进行图像采集，也不经济，而且在焊接环境恶劣的条件下精度难以得到保证。
技术实现思路
针对上述技术不足，本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种可靠的，简便的的焊缝位置识别方法。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：自动化焊接的焊缝识别方法，包括以下步骤：(1)激光测距仪自身调平校正；(2)通过机器人标志点对激光测量仪进行相对位置及相对姿态标定；(3)通过激光测距仪对
【技术保护点】
自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)激光测距仪自身调平校正；(2)通过机器人标志点对激光测量仪进行相对位置及相对姿态标定；(3)通过激光测距仪对焊接机器人进行校准；(4)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标；(5)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，检出焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标；(6)根据激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标，将焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标，完成机器人焊缝起点的识别。
【技术特征摘要】
1.自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于包括以下步骤：(1)激光测距仪自身调平校正；(2)通过机器人标志点对激光测距仪进行相对位置及相对姿态标定；(3)通过激光测距仪对焊接机器人进行校准；(4)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标；(5)利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，检出焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标；(6)根据激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标，将焊缝起点/终点在激光测距仪坐标系中的坐标通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标，完成机器人焊缝起点的识别；所述通过坐标变换得到焊缝在世界坐标系中的坐标包括以下步骤：根据通过坐标变化得到焊缝起点/终点在世界坐标系中的坐标值其中，XWs、YWs、ZWs分别表示焊缝起点/终点在世界坐标系中的坐标值，XEs、YEs、ZEs分别表示焊缝起点/终点在测距仪坐标系中的坐标值，XWe、YWe、ZWe分别表示激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的表示；Lt’、αt’、βt’分别为，当激光测距仪测量机器人末端点t时，测距仪测得的测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，以及此时测距仪轴线与XE、YE之间所形成的角度；XWt’、YWt’、ZWt’分别表示机器人输出的机器人末端点在机器人坐标系中的坐标值；LS’、αs’、βs’分别为，当激光测距仪测量焊缝起点/终点时，测距仪测得的测距仪坐标系原点与焊缝起点/终点之间的距离，以及此时测距仪轴线与XE、YE之间所形成的角度；ΔL、Δɑ、Δβ为激光测距仪的测量误差。2.根据权利要求1所述的自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于所述激光测距仪自身进行调平校正包括以下步骤：把机器人固定坐标系设置为世界坐标系{W}，在激光测距仪上建立激光测量坐标系{E}，调整测距仪使激光测距仪的XE、YE两轴分别平行世界坐标系中的XW、YW。3.根据权利要求1所述的自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于所述通过机器人标志点对激光测距仪进行相对位置及相对姿态标定包括以下步骤：通过焊接机器人对激光测距仪所测目标点与激光测距仪原点的距离L进行校准，激光测距仪对自身的角度进行校准，激光测距仪自身的角度包括激光测距仪轴线与其XE轴、YE轴正方向所形成的角度ɑ、β，得到激光测距仪的测量误差ΔL、Δɑ、Δβ。4.根据权利要求1所述的自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于所述通过激光测距仪对焊接机器人进行校准包括以下步骤：通过激光测距仪校准机器人在世界坐标系{W}的XW、YW、ZW方向移动的距离，得到机器人末端点在XW、YW、ZW方向上的误差ΔX、ΔY、ΔZ。5.根据权利要求1所述的自动化焊接的焊缝识别方法，其特征在于所述利用激光测距仪测得激光测距仪坐标系原点与机器人末端点之间的距离，得到激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系中的坐标；根据坐标变换得到激光测距仪坐标系原点在世界坐标系中的坐标包括以下步骤：1)机器人末端点坐标系{T}为以机器人末端点为原点建立的一个与世界坐标系各轴平行的坐标系{T}；通过激光测距仪测量机器人末端点t与激光测距仪坐标系原点之间的距离Lt’，可得激光测距仪坐标系原点在机器人末端点坐标系{T}...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱思俊，屈润鑫，李仕海，王琛元，李树强，金玉章，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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