机器人对焊缝处理的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及焊接技术领域，具体涉及一种机器人对焊缝处理的方法及装置，该机器人上两个结构光投射器相对于摄像头呈对称设置。进而，控制摄像头在两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像，对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像，提取目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图，对激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图。进一步地，根据该目标激光条纹图确定多个焊接点，并根据多个焊接点确定焊缝线，进而分别确定该焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到交点距离预设探头前端面线的距离值，以及焊缝线与竖直方向的夹角，最后该机器人将根据该距离值和夹角调控运动姿态以对焊缝进行检测。

Method and Device of Robot Butt Weld Treatment

The invention relates to the field of welding technology, in particular to a method and device for welding seam treatment by a robot. The two structured light projectors on the robot are symmetrically arranged relative to the camera. Then, the camera is controlled to capture the weld image when two structured light projectors project the laser onto the surface of the weld. The acquired weld image is preprocessed to obtain the target weld image. The laser fringe pattern is obtained by extracting the center point of each laser in the vertical direction of the target weld image, and the laser fringe pattern is characterized to obtain the target laser fringe pattern. Further, according to the target laser fringe pattern, multiple welding points are determined, and the weld line is determined according to multiple welding points. Then the intersection points between the weld line and the center line of the preset probe are determined, and the distance between the intersection points and the front line of the preset probe is calculated, as well as the angle between the weld line and the vertical direction. Finally, the robot will adjust the movement posture according to the distance and angle. The state is used to test the weld.

【技术实现步骤摘要】
机器人对焊缝处理的方法及装置
本专利技术涉及焊接
，具体而言，涉及一种机器人对焊缝处理的方法及装置。
技术介绍
在对各种焊接接头进行高度自动化超声类无损检测的时候，尤其针对相贯线结构的超声类无损检测的时候，我们需要保证超声换能器&楔块(探头)与焊缝保持恒定的距离。这要求我们需要对焊缝进行识别进而反馈到机器人系统，控制机器人结构的运动状态使超声换能器&楔块与焊缝保持一个特定的前端距离。自动化检测的关键是保证检测探头与被检测的焊缝之间保持预设的位置姿态关系。为了做到这一点，首先就要实时准确的找到焊缝边界并且获取焊缝边界与探头的相对位置关系。由于焊缝表面具备一系列可以被视觉识别的纹理特征或者几何特征，因此本项目要研究采用机器视觉识别和定位焊缝的技术。由于管道相贯线的小角度区域空间狭小，机器人的体积受到限制，不能采用传统的机器视觉系统。而目前多通过人为地把超声波探头摆放在距离焊缝一定位置，以检测超声波回波，此种测量方式不精准，不能帮助工作人员了解焊缝的状态。因此，提供一种新的视觉分析方法对焊缝进行检测是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机器人对焊缝处理的方法，以实现通过简单的结构采集焊缝图像，并基于对焊缝图像的分析精确地调整机器人的运动姿态，使得机器人能准确地找到焊缝，以进行后续的检测工作。本专利技术的目的在于提供一种机器人对焊缝处理的装置，以实现通过简单的结构采集焊缝图像，并基于对焊缝图像的分析精确地调整机器人的运动姿态，使得机器人能准确地找到焊缝，以进行后续的检测工作。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种机器人对焊缝处理的方法，所述机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像；提取所述目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图；对所述激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图；依据所述目标激光条纹图确定多个焊接点；依据所述多个焊接点确定焊缝线；确定所述焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到所述交点距离预设探头前端面线的距离值；确定所述焊缝线与竖直方向的夹角；根据所述距离值和所述夹角控制所述机器人对焊缝进行检测。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种机器人对焊缝处理的装置，所述机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，所述装置包括：采集模块，用于控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；处理模块，用于对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像；提取模块，用于提取所述目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图；特征提取模块，用于对所述激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图；第一确定模块，用于依据所述目标激光条纹图确定多个焊接点；第二确定模块，用于依据所述多个焊接点确定焊缝线；计算模块，用于确定所述焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到所述交点距离预设探头前段面线的距离值；第三确定模块，用于确定所述焊缝线与竖直方向的夹角；检测模块，用于根据所述距离值和所述夹角控制所述机器人对焊缝进行检测。本专利技术实施例提供的一种机器人对焊缝处理的方法及装置，该机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，该两个结构光投射器相对于摄像头呈对称设置。进而，控制摄像头在两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像，对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像，提取目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图，对激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图。进一步地，根据该目标激光条纹图确定多个焊接点，并根据多个焊接点确定焊缝线，进而分别确定该焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到交点距离预设探头前端面线的距离值，以及焊缝线与竖直方向的夹角，最后该机器人将根据该距离值和夹角调控运动姿态以对焊缝进行检测，此时，该机器人上的超声换能器和探头将能保持与焊缝恒定的距离，以方便检测工作的展开。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的一种机器人对焊缝处理方法的流程示意图。图2示出了本专利技术实施例提供的一种应用场景示意图。图3示出了本专利技术实施例提供的一种焊缝图像的灰度图。图4示出了本专利技术实施例提供的一种焊缝图像分割示意图。图5示出了本专利技术实施例提供的一种焊缝图像处理示意图。图6示出了本专利技术实施例提供的一种目标焊缝图像的示意图。图7示出了本专利技术实施例提供的一种提取激光条纹图的示意图。图8示出了本专利技术实施例提供的一种激光条纹图的示意图。图9示出了本专利技术实施例提供的一种生长种子点提取方法的示意图。图10示出了本专利技术实施例提供的一种目标激光条纹图的示意图。图11示出了本专利技术实施例提供的一种焊接点的确定方法示意图。图12示出了本专利技术实施例提供的一种焊缝线示意图。图13本专利技术实施例提供的一种机器人对焊缝处理的装置的功能模块示意图。图示：100-机器人对焊缝处理的装置；110-采集模块；120-处理模块；130-提取模块；140-特征提取模块；150-第一确定模块；160-第二确定模块；170-计算模块；180-第三确定模块；190-检测模块。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在焊接领域，通常需要对焊缝进行分析，如分析该焊缝的结构、裂纹等，去辨别该焊接有没有不合格的地方。目前常采用超声类无损检测对焊缝进行检测，使用此项技术进行焊缝检测时，需保证超声换能器和焊缝保持恒定的距离，因此，需要对焊缝进行识别以反馈至安装超声换能器的机器人的系统中，以使得机器人可以进行姿态和间隔距离的调整，进而方便进行精确检测。目前或是采用手动放置超声换能器的方法，其精度不高，或是采用需占据较大体积的机器人视觉系统，由于管道相贯线的角度区域空间狭小，故不方便使用。故本专利技术实施例提供了一种机器人对焊缝处理的方法，其采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人对焊缝处理的方法，所述机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，其特征在于，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像；提取所述目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图；对所述激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图；依据所述目标激光条纹图确定多个焊接点；依据所述多个焊接点确定焊缝线；确定所述焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到所述交点距离预设探头前端面线的距离值；确定所述焊缝线与竖直方向的夹角；根据所述距离值和所述夹角控制所述机器人对焊缝进行检测。

【技术特征摘要】
1.一种机器人对焊缝处理的方法，所述机器人上设置有摄像头以及两个结构光投射器，所述两个结构光投射器相对于所述摄像头呈对称设置，其特征在于，所述方法包括：控制所述摄像头在所述两个结构光投射器将激光投射至所述焊缝表面时采集焊缝图像；对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像；提取所述目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图；对所述激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图；依据所述目标激光条纹图确定多个焊接点；依据所述多个焊接点确定焊缝线；确定所述焊缝线与预设探头中心线的交点，并计算得到所述交点距离预设探头前端面线的距离值；确定所述焊缝线与竖直方向的夹角；根据所述距离值和所述夹角控制所述机器人对焊缝进行检测。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对获取的焊缝图像进行预处理得到目标焊缝图像的步骤包括：分别对所述焊缝图像进行灰度处理和中值滤波；对所述焊缝图像进行亮度调节；保留所述焊缝图像上大于预设阈值的像素点；去除所述焊缝图像上面积较小的区域得到目标焊缝图像。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述目标焊缝图像中每条激光在竖直方向上的中心点得到激光条纹图的步骤包括：遍历所述目标焊缝图像中每列所有行的像素值；选取每列每条激光中首次大于像素阈值的像素点为第一光条边缘点；选取每列每条激光中首次等于像素阈值的像素点为第二光条边缘点；计算所述第一光条边缘点和第二光条边缘点的距离，若所述距离在预设范围内，则选取所述第一光条边缘点和第二光条边缘点的重心点为所述激光在此列上的中心点，多个所述中心点形成所述激光条纹图。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述激光条纹图进行特征提取得到目标激光条纹图的步骤包括：提取所述激光条纹图中的每条激光条纹的生长种子点；在预定生长周期内以所述生长种子点为中心按照预定步长在所述激光条纹上行进以搜索预定半径内的光条点，并将所述每条激光条纹上的光条点分别存储得到多个光条区域；若当前步长下没有找到光条点，则对当前步长下对应的点进行断线插值修复以得到目标激光条纹图。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述提取所述激光条纹图中的每条激光条纹的生长种子点的步骤包括：遍历所述激光条纹图中的每一列；在统计当前列中所述激光条纹图中所有的光条点；选取预设迭代次数下一列中存在光条点数量最多的光条点为每条激光条纹的生长种子点。6.如权利要求1所述的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪月银，费跃农，麦志恒，
申请(专利权)人：深圳市神视检验有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44