一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统技术方案

本实用新型专利技术供公开了一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，包括：工业机器人、激光传感器、运动控制器、两轴变位机、设置在所述工业机器人末端的焊枪、设置在所述两轴变位机上的工件夹具，所述的激光传感器用于连续扫描焊缝；所述的运动控制器用于同步协调控制工业机器人和变位机的运动。本实用新型专利技术解决了现有异型工件通过示教编程进行焊接作业时工作量大、效率低等问题。

A welding system based on visual extraction of special-shaped workpiece

The utility model discloses a system for welding, shaped parts of the visual extraction based on including: industrial robots, laser sensor, motion controller, two axis positioner, arranged on the industrial robot, welding torch is arranged on the two axis positioner on the workpiece fixture, the sensor for continuous laser scanning the weld; motion controller for synchronous control of industrial robot and positioner movement. The utility model solves the problems of large workload and low efficiency in the welding operation of the existing special-shaped workpiece through teaching programming.

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统
技术涉及工业机器人应用领域，尤其涉及一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统。
技术介绍
在异型工件的机器人自动化焊接应用领域，通常采用示教很多点采用离线编程的方法进行工业机器人焊接作业，这样焊接的轨迹精度较差，且通常因为机器人焊枪不处于最佳焊接姿态影响焊接的质量。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，旨在解决现有自动化焊缝识别方法效率低下，准确性低的问题，实现精确的异型工件焊接。上述目的是通过以下技术方案实现的：一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，包括：工业机器人、激光传感器、运动控制器、两轴变位机、设置在所述工业机器人末端的焊枪、设置在所述两轴变位机上的工件夹具，所述的激光传感器用于连续扫描焊缝；所述的运动控制器用于同步协调控制工业机器人和变位机的运动。进一步地，所述的工业机器人为六轴工业机器人。进一步地，所述的两轴变位机包括旋转轴和倾斜轴。进一步地，还包括相机支架，所述激光传感器固定于相机支架上，所述相机支架固定于两轴变位机上随两轴变位机的倾斜轴同步运动。这样可以保持相机坐标系与机器人基坐标系相对位置保持不变，简化了坐标转换的计算。相比现有技术，本技术通过两轴变位机作为六轴工业机器人的外部轴，以通过外部轴和机器人的联动达到最佳焊接焊位和焊接姿态，解决了现有异型工件通过示教编程进行焊接作业时工作量大、效率低等问题，简化了坐标转换的计算，提高了焊接的轨迹精度和质量。附图说明图1是基于视觉提取的异型工件的焊接系统示意图。图中所示：1-工业机器人；2-相机支架；3-激光传感器；4-工件夹具；5-两轴变位机；6-焊枪。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步的说明。实施例一如图1所述，一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，包括：工业机器人1、相机支架2、激光传感器3、运动控制器、两轴变位机5、设置在所述工业机器人1末端的焊枪6、设置在所述两轴变位机5上的工件夹具4，所述的激光传感器3用于连续扫描焊缝；所述的运动控制器用于同步协调控制工业机器人1和变位机5的运动。所述的工业机器人1为六轴工业机器人。所述的两轴变位机5包括旋转轴和倾斜轴。所述激光传感器3固定于相机支架2上，所述相机支架2固定于两轴变位机5上随两轴变位机5的倾斜轴同步运动。这样可以保持相机坐标系与机器人基坐标系相对位置保持不变，简化了坐标转换的计算。异型工件通过工件夹具4固定于变位机旋转轴上，随两轴变位机旋转轴和倾斜轴的转动以达到最佳的焊接位置和姿态。实施例二一种基于所述的基于视觉提取的异型工件的焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：S1、采用变位机五点标定法，标定出两轴变位机5的基坐标系相对于工业机器人基坐标系的转换矩阵和两轴变位机5两个轴之间的相对位姿转换矩阵关系；S2、在工件表面上取8个点，通过最小二乘法，标定出激光传感器坐标系相对于工业机器人基坐标系的转换矩阵；S3、调整工业机器人1的位置和姿态，使激光传感器3处于扫描焊缝的预设最佳位置，既让焊缝处于激光传感器3的有效工作范围内，又保证在连续扫描焊缝的过程中，异型工件不会与激光传感器3发生干涉的位置；S4、使激光传感器扫3描异型工件，从激光传感器3扫描结果中提取焊缝的特征点，并计算激光传感器坐标系下的异型工件轮廓坐标点；S5、通过坐标转换，计算出异型工件轮廓点在机器人基坐标系下的位置和姿态；S6、使用NURBS曲线，拟合异型工件轮廓点得到异型工件轮廓曲线的参数方程表达式；S7、按照焊接工艺要求的焊接速度、加速度及加加速度要求，使用梯形加减速曲线规划方法进行整个焊接过程的加减速运动规划和插补，得到离散的插补点；S8、根据离散的插补点的位姿、标定出的两轴变位机5的基坐标系相对于工业机器人基坐标系的转换矩阵和两轴变位机5两个轴之间的相对位姿转换矩阵关系，实时计算两轴变位机5的倾斜轴和旋转轴的转角；S9、进行工业机器人1和两轴变位机5的同步协同运动，完成异型工件焊接的全过程。本技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的举例，而并非是对本技术的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术权利要求的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，其特征在于，包括：工业机器人(1)、激光传感器(3)、运动控制器、两轴变位机(5)、设置在所述工业机器人(1)末端的焊枪(6)、设置在所述两轴变位机(5)上的工件夹具(4)，所述的激光传感器(3)用于连续扫描焊缝；所述的运动控制器用于同步协调控制工业机器人(1)和变位机(5)的运动。

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉提取的异型工件的焊接系统，其特征在于，包括：工业机器人(1)、激光传感器(3)、运动控制器、两轴变位机(5)、设置在所述工业机器人(1)末端的焊枪(6)、设置在所述两轴变位机(5)上的工件夹具(4)，所述的激光传感器(3)用于连续扫描焊缝；所述的运动控制器用于同步协调控制工业机器人(1)和变位机(5)的运动。2.根据权利要求1所述的基于视觉提取的异型工件的焊接系...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铁，周仁义，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44