一种基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法技术

本发明专利技术公开一种基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法。该方法包括：将船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息的二维码；在计算机上建立图像比对数据库和二维码识别模块；计算机确认船舶组立工件位置；计算机通过二维码识别模块识别CCD相机采集到的二维码信息，获取船舶组立件最优焊接信息；焊接机器人进行焊接；本发明专利技术通过组网技术实现多机器人同步协同工作，提升工作效率和稳定性；本发明专利技术通过特制CCD相机和比对数据库实现对待焊工件施焊部位智能识别与焊缝定位；本发明专利技术通过特制CCD相机和二维码识别模块实现对二维码识别，读取最优焊接参数，保证焊接工艺最优化。

【技术实现步骤摘要】
一种基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法
本专利技术属于数字化焊接技术和装备领域，尤其是一种基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法。
技术介绍
随着工业技术的不断发展，“数字化”和“智能化”的概念越来越频繁的出现在我们的科研和实际应用中。追求品质和效率成为实际生产的主旋律，如何实现焊接智能化成为焊接
的研究热点。船舶制造过程中，对于中组立件的焊接，主要为了提高其工作效率，提高焊接稳定性和焊接质量，降低制造成本，通过一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件的方法，完全能够达到目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种能够提高船舶组立件焊接效率和质量的基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件的方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件系统，该系统包括计算机，N台焊接机器人系统，焊接机器人系统包括机器人本体，控制柜和焊接电源，以及对应焊接机器人系统设置的机器人焊枪，CCD相机，还包括：数据采集卡，激光打标机；激光打标机用于船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息；机器人焊枪末端设置CCD相机对施焊工件部位进行图像采集及扫描焊缝位置已有的二维码；计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对，用于确定将施焊工件准确部位；计算机中二维码识别模块，读取二维码中包含的最优焊接参数信息，以数字信号的形式通过电缆线传输到机器人控制柜和焊接电源，用于对焊接参数和焊枪位姿的调整；设有数据采集卡用于接受图像信息和传输数字信号信息；机器人控制柜用于接受通过数据采集卡以数字信号的方式传输来的所有待焊焊缝空间位置信息，对机器人进行路径规划以及焊接程序生成。进一步的，机器人焊枪末端集成CCD相机。进一步的，二维码中的最优焊接参数信息包括：焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、起弧时间、起弧电流、息弧时间及息弧电流。进一步的，N台焊接机器人系统，其中N的范围为2-100。进一步的，计算机通过Matlab软件建立图片比对数据库和二维码识别模块，用于定位施焊工件准确部位和识别二维码中包含的最优焊接参数信息。进一步的，图片比对数据库包括船舶组立件各部位图片，各个部位图片中包含该部位所有焊缝类型及空间位置信息。进一步的，N台焊接机器人系统为KUKA焊接机器人系统采用KUKAKRC2机器人控制柜及Fronius焊接电源。进一步的，数据采集卡采用研华USB-4711数据采集卡。一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件的方法，包括具体步骤如下：步骤1，将船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息的二维码；步骤2，在计算机上建立图像比对数据库和二维码识别模块，将N台焊接机器人分别编号1-N号，通过组网将1-N号机器人建立协同工作关系；步骤3，计算机将CCD相机采集到的图像信息与图像比对数据库进行对比，确认船舶组立工件位置；步骤4，计算机通过二维码识别模块识别CCD相机采集到的二维码信息，获取船舶组立件最优焊接信息；步骤5，焊接机器人在步骤3确认船舶组立工件位置按照船舶组立件最优焊接信息进行焊接；其他N-1台机器人以同样的方式进行其他部位施焊，完成船舶组立工件整体焊接。进一步的，步骤3中，机器人焊枪末端的CCD相机对施焊工件部位进行图像采集，数据采集卡将采集到的图像信息传输给计算机；计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对，确定将施焊工件准确部位，将该部位所有待焊焊缝空间位置信息通过数据采集卡以数字信号的方式传输给机器人控制柜，对机器人进行路径规划以及焊接程序生成。进一步的，计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对具体按照：将采集图片以中心位置建立直角坐标系，计算机软件对空间坐标系内各点的灰度进行确定灰度值并进行记录，将整张图片各点灰度值记录完毕，然后与图片比对数据库中已存图片进行比对，通过各点灰度值一一对应关系，拟合度达到99.9％以上，即认定CCD相机采集图片中的船舶组立件部位为图片比对数据库中图片所记录的工件部位。进一步的，步骤4中，当焊枪移动至焊缝起弧点位置，CCD相机扫描焊缝位置已有的二维码；数据采集卡将采集到的二维码信息传输给计算机；通过计算机中，读取二维码中包含的最优焊接参数信息，以数字信号的形式通过电缆线传输到机器人控制柜和焊接电源，实现对焊接参数和焊枪位姿的调整。进一步的，二维码中的最优焊接参数信息包括：焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、起弧时间、起弧电流、息弧时间、息弧电流、焊枪角度。进一步的，N台焊接机器人系统，其中N的范围为2-100。进一步的，计算机通过Matlab软件建立图片比对数据库和二维码识别模块，用于定位施焊工件准确部位和识别二维码中包含的最优焊接参数信息。进一步的，图片比对数据库包括船舶组立件各部位图片，各个部位图片中包含该部位所有焊缝类型及空间位置信息。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)通过组网技术实现多机器人同步协同工作，提升工作效率和稳定性；(2)通过特制CCD相机和比对数据库实现对待焊工件施焊部位智能识别与焊缝定位；(3)通过特制CCD相机和二维码识别模块实现对二维码识别，读取最优焊接参数，保证焊接工艺最优化。附图说明图1为本专利技术的自动识别定位焊缝流程图；图2为本专利技术的自动识别二维码流程图；图3为本专利技术的硬件系统示意图；图4为本专利技术的机器人焊枪结构示意图。图5为实施例中焊点处设有二维码的组立件的示意图。其中1为机器人焊枪本体，2为CCD相机。具体实施方式结合图1-3，本专利技术的一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件的系统，该系统包括1台计算机，N台焊接机器人系统(包括机器人本体，控制柜以及焊接电源)，N台焊接电源，N把机器人焊枪，N台特制CCD相机，1个数据采集卡，1台激光打标机。方法为：焊接之前在计算机上建立图像比对数据库和二维码识别模块，将N台焊接机器人分别编号1-N号，通过组网技术将1-N号机器人建立彼此独立又相互协同工作关系，将船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息，焊接开始时，机器人焊枪末端的CCD相机对施焊工件部位进行图像采集，计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对，确定将施焊工件准确部位，将该部位所有待焊焊缝空间位置信息通过数据采集卡以数字信号的方式传输给机器人控制柜，对机器人进行路径规划以及焊接程序生成，当焊枪移动至焊缝起弧点位置，CCD相机扫描焊缝位置已有的二维码，通过计算机中二维码识别模块，读取二维码中包含的最优焊接参数信息，以数字信号的形式通过电缆线传输到机器人控制柜和焊接电源，实现对焊接参数和焊枪位姿的调整，其他N-1台机器人以同样的方式进行其他部位施焊，N台机器人对船舶组立件各部位全覆盖工作，最终实现基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件。结合图4，所谓机器人焊枪1，在机器人焊枪1末端集成特制CCD相机2，节省空间位置，实现自动识别功能。机器人焊枪末端集成特制CCD相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件方法，其特征在于，步骤1，将船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息的二维码；步骤2，在计算机上建立图像比对数据库和二维码识别模块，将N台焊接机器人分别编号1‑N号，通过组网将1‑N号机器人建立协同工作关系；步骤3，计算机将CCD相机采集到的图像信息与图像比对数据库进行对比，确认船舶组立工件位置；步骤4，计算机通过二维码识别模块识别CCD相机采集到的二维码信息，获取船舶组立件最优焊接信息；步骤5，焊接机器人在步骤3确认船舶组立工件位置按照船舶组立件最优焊接信息进行焊接；其他N‑1台机器人以同样的方式进行其他部位施焊，完成船舶组立工件整体焊接。

【技术特征摘要】
1.一种基于组网智能识别的多机器人自动焊接船舶组立件方法，其特征在于，步骤1，将船舶组立件各个部位所有焊缝进行编号以及使用激光打标机在各焊缝起弧点位置打上包含该焊缝最优焊接参数信息的二维码；步骤2，在计算机上建立图像比对数据库和二维码识别模块，将N台焊接机器人分别编号1-N号，通过组网将1-N号机器人建立协同工作关系；步骤3，计算机将CCD相机采集到的图像信息与图像比对数据库进行对比，确认船舶组立工件位置；步骤4，计算机通过二维码识别模块识别CCD相机采集到的二维码信息，获取船舶组立件最优焊接信息；步骤5，焊接机器人在步骤3确认船舶组立工件位置按照船舶组立件最优焊接信息进行焊接；其他N-1台机器人以同样的方式进行其他部位施焊，完成船舶组立工件整体焊接。2.根据权利要求1所述的基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法，其特征在于，步骤3中，机器人焊枪末端的CCD相机对施焊工件部位进行图像采集，数据采集卡将采集到的图像信息传输给计算机；计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对，确定将施焊工件准确部位，将该部位所有待焊焊缝空间位置信息通过数据采集卡以数字信号的方式传输给机器人控制柜，对机器人进行路径规划以及焊接程序生成。3.根据权利要求1所述的基于组网智能识别多机器人自动焊接船舶组立件方法，其特征在于，计算机将CCD采集到的图像与图像比对数据库中已存工件各部位照片进行比对具体按照：将采集图片以中心位置建立直角坐标系，计算机软件对空间坐标系内各点的灰...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱韩钢，王克鸿，杜江，周明，徐震宇，周春东，孙良，康承飞，陈月峰，唐燕生，
申请(专利权)人：江苏新时代造船有限公司，泰州南京理工大学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32