基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统，方法包括如下步骤：确定拍照基准点以及焊接基准点，获取各个拍照基准点的空间位置以及各个焊接基准点的空间位置，选择拍照基准点作为计算偏差的基准参考点，其余拍照基准点分别与焊接基准点一一对应，用来计算焊接点X方向的偏差，计算出其余各拍照基准点与对应的基准参考点之间的固定矢量,将机器人移动到基准参考点拍照，对比基准位置，算出X、Y方向的偏差量，修正当前拍照点位置；其余的拍照基准点通过矢量计算修正拍照点位置，分别计算各个焊接点相对基准位置的X、Y方向的偏差量修正焊接点位置；机器人移动到修正后的焊接点位置完成焊接。本发明专利技术能保证T型钉焊接的精度。

Automatic positioning welding method and system based on photo visual guidance

【技术实现步骤摘要】
基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统
本专利技术涉及汽车制造
，具体涉及一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统。
技术介绍
在汽车制造
，T型钉的焊接主要用于装饰条的安装，安装有一定的精度要求。在如今自动化程度较高的汽车制造行业中仍然有采用夹具定位、人工手动焊接的方式，在人员技术参差不齐、长时间的重复工作情况下，频繁出现焊接不良、精度偏差等不良而返修。这样在快节奏、高要求的汽车制造行业显然不能满足生产需求。实现自动化，用机器人取代人工、用视觉取代夹具，机器人和视觉设备一次投入，可对应多车型柔性智能生产，节省夹具等费用，达到降低人工成本、降低返修率、提高生产效率的目的。目前汽车制造工艺中有采用视觉引导来达到精度要求，同时也免去了复杂的工装夹具检具的案例，例如视觉引导涂胶、激光焊等，在这种成熟的技术前提下，可以将视觉引导应用到T型钉的焊接上。在存在车身零件的波动，累计公差为0.5mm左右、机器人的重复定位精度在0.02mm这样的条件下，通过现今成熟的相机拍照定位(精度0.05mm)技术可将最终焊接位置的精度控制在0.5mm以内。自动化改造前，顶棚两侧共4个T型钉焊接，焊后检查，生产节拍120s,每班需2个人；投入一套焊接系统，自动化改造后，生产节拍86s,每班可省去3个人的人工费用，当产量提升，人工焊接T钉无法达到要求，但自动化设备还能满足30％的扩能，这样更符合汽车厂的长久发展方向。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统，本专利技术提供一种不用人工、夹具定位，采用相机拍照视觉引导方式自动定位焊接T型钉的方法及拍照焊接系统，能保证T型钉焊接的精度，有效解决人工焊接的低效率的问题，降低人工成本，降低返修率。本专利技术是这样实现的：本专利技术公开了一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法及系统，包括如下步骤：1)确定拍照基准点以及焊接基准点，获取各个拍照基准点的空间位置以及各个焊接基准点的空间位置，选择至少一个拍照基准点作为计算偏差的基准参考点，其余拍照基准点分别与焊接基准点一一对应，用来计算焊接点X方向的偏差，计算出其余各拍照基准点与对应的基准参考点之间的固定矢量,拍照基准点E与对应的基准参考点A之间的固定矢量为；2)修正拍照点位置：将机器人移动到基准参考点拍照，对比基准位置，算出X、Y方向的偏差量，修正当前拍照点位置；其余的拍照基准点通过矢量计算修正拍照点位置，修正后的拍照点E’的空间位置等于修正后的基准参考点A’的空间位置加上对应的固定矢量；3)修正焊接点位置：分别计算各个焊接点相对基准位置的X、Y方向的偏差量修正焊接点位置；各焊接点位置的X方向的偏差为对应拍照点修正后算出的X方向的偏差量；各焊接点位置的Y方向的偏差为对应的基准参考点的Y方向的偏差；4)机器人移动到修正后的焊接点位置完成焊接。进一步地，将固定矢量储存在位置寄存器中；将偏差量储存在位置寄存器中。进一步地，若工件左右两侧均有焊接基准点，则左右两侧的拍照补偿分开计算，在左右两侧分别设置拍照基准点，与左右两侧的焊接基准点对应，在左右两侧分别设置基准参考点A、B，将机器人移动到左侧的基准参考点B，先拍顶棚的前后波动，补偿修正后，左侧后续的拍照基准点C、D通过矢量计算来修正，将机器人移动到右侧的基准参考点A，先拍顶棚的前后波动，补偿修正后，右侧后续的拍照基准点E、F通过矢量计算来修正。进一步地，左侧其他的各拍照基准点通过矢量计算来修正具体包括：左侧通过修正后的基准参考点B’的位置加上固定矢量修正左侧其他拍照点位置；右侧其他的各拍照基准点通过矢量计算来修正具体包括：右侧通过修正后的基准参考点A’的位置加上固定矢量修正右侧其他拍照点位置。进一步地，当左右两侧均设置两个焊接点时，4个焊接基准点为c、d、e、f，6个拍照基准点为A、B、C、D、E、F，6个拍照基准点为A、B、C、D、E、F的空间位置分别为A(XA,YA,ZA,WA,PA,RA)、B(XB,YB,ZB,WB,PB,RB)、C(XC,YC,ZC,WC,PC,RC)、D(XD,YD,ZD,WD,PD,RD)、E(XE,YE,ZE,WE,PE,RE)、F(XF,YF,ZF,WF,PF,RF)；先计算出BC、BD、AE、AF间的矢量储存在位置寄存器P3(X3,Y3,Z3,W3,P3,R3),P4(X4,Y4,Z4,W4,P4,R4),P5(X5,Y5,Z5,W5,P5,R5),P6(X6,Y6,Z6,W6,P6,R6)中；X3＝XC-XB，Y3＝YC-YB，Z3＝ZC-ZB，W3＝WC-WB，P3＝PC-PB，R3＝RC-RB，X4＝XD-XB，Y4＝YD-YB，Z4＝ZD-ZB，W4＝WD-WB，P4＝PD-PB，R4＝RD-RB，X5＝XE-XA，Y5＝YE-YA，Z5＝ZE-ZA，W5＝WE-WA，P5＝PE-PA，R5＝RE-RA，X6＝XE-XA，Y6＝YE-YA，Z6＝ZE-ZA，W6＝WE-WA，P6＝PE-PA，R6＝RE-RA；修正拍照点位置具体步骤包括：将机器人移动到设定的标准拍照轨迹的第一个拍照点即基准参考点A拍照，对比基准位置，算出X、Y方向的偏差量,并储存在位置寄存器P0(X0,Y0,Z0,W0,P0,R0)中；修正当前拍照点位置，记录为A’，点A’＝A+P0；将机器人移动到标准拍照轨迹的第二个拍照点即基准参考点B拍照,对比基准位置，算出X，Y方向的偏差量,并储存在位置寄存器P1(X1,Y1,Z1,W1,P1,R1)中；修正当前拍照点位置，记录为B’，点B’＝B+P1；修正标准拍照轨迹的第三个拍照点位置，修正后的第三个拍照点位置为C’，点；将机器人移动到第三个拍照点C’点拍照，对比基准位置，算出X方向的偏差量，储存在位置寄存器P11(X11,Y11,Z11,W11,P11,R11)中；修正标准拍照轨迹的第四个拍照点位置，修正后的第四个拍照点位置为D’，点；将机器人移动到第四个拍照点D’点拍照，对比基准位置，算出X方向的偏差量，储存在位置寄存器P12(X12,Y12,Z12,W12,P12,R12)中；修正标准拍照轨迹的第五个拍照点位置，修正后的第五个拍照点位置为E’，点；将机器人移动到E’点拍照，对比基准位置，计算出X方向的偏差量，储存在位置寄存器P13(X13,Y13,Z13,W13,P13,R13)中；修正标准拍照轨迹的第六个拍照点位置，修正后的第六个拍照点位置为F’点；将机器人移动到F’点拍照,对比基准位置，计算出X方向的偏差量，储存在位置寄存器P14(X14,Y14,Z14,W14,P14,R14)中。进一步地，修正焊接点位置具体步骤包括：分别计算各个焊接点相对基准位置的X、Y方向的偏差量，并将各个焊接点的偏差量分别储存在对应的位置寄存器P21(X11,Y0,Z21,W21,P21,R21)、P22(X11,Y0,Z21,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：/n确定拍照基准点以及焊接基准点，获取各个拍照基准点的空间位置以及各个焊接基准点的空间位置，选择至少一个拍照基准点作为计算偏差的基准参考点，其余拍照基准点分别与焊接基准点一一对应，用来计算焊接点X方向的偏差，计算出其余各拍照基准点与对应的基准参考点之间的固定矢量,拍照基准点E与对应的基准参考点A之间的固定矢量为

【技术特征摘要】
1.一种基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
确定拍照基准点以及焊接基准点，获取各个拍照基准点的空间位置以及各个焊接基准点的空间位置，选择至少一个拍照基准点作为计算偏差的基准参考点，其余拍照基准点分别与焊接基准点一一对应，用来计算焊接点X方向的偏差，计算出其余各拍照基准点与对应的基准参考点之间的固定矢量,拍照基准点E与对应的基准参考点A之间的固定矢量为
修正拍照点位置：将机器人移动到基准参考点拍照，对比基准位置，算出X、Y方向的偏差量，修正当前拍照点位置；其余的拍照基准点通过矢量计算修正拍照点位置，修正后的拍照点E’的空间位置等于修正后的基准参考点A’的空间位置加上对应的固定矢量
修正焊接点位置：分别计算各个焊接点相对基准位置的X、Y方向的偏差量修正焊接点位置；各焊接点位置的X方向的偏差为对应拍照点修正后算出的X方向的偏差量；各焊接点位置的Y方向的偏差为对应的基准参考点的Y方向的偏差；
机器人移动到修正后的焊接点位置完成焊接。


2.根据权利要求1所述的基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于：将固定矢量储存在位置寄存器中；将偏差量储存在位置寄存器中。


3.根据权利要求1所述的基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于：若工件左右两侧均有焊接基准点，则左右两侧的拍照补偿分开计算，在左右两侧分别设置拍照基准点，与左右两侧的焊接基准点对应，在左右两侧分别设置基准参考点A、B，将机器人移动到左侧的基准参考点B，先拍顶棚的前后波动，补偿修正后，左侧后续的拍照基准点C、D通过矢量计算来修正，将机器人移动到右侧的基准参考点A，先拍顶棚的前后波动，补偿修正后，右侧后续的拍照基准点E、F通过矢量计算来修正。


4.根据权利要求3所述的基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于：左侧其他的各拍照基准点通过矢量计算来修正具体包括：左侧通过修正后的基准参考点B’的位置加上固定矢量修正左侧其他拍照点位置；
右侧其他的各拍照基准点通过矢量计算来修正具体包括：右侧通过修正后的基准参考点A’的位置加上固定矢量修正右侧其他拍照点位置。


5.根据权利要求3或4所述的基于拍照视觉引导的自动定位焊接方法，其特征在于：当左右两侧均设置两个焊接点时，4个焊接基准点为c、d、e、f，6个拍照基准点为A、B、C、D、E、F，6个拍照基准点为A、B、C、D、E、F的空间位置分别为A(XA,YA,ZA,WA,PA,RA)、B(XB,YB,ZB,WB,PB,RB)、C(XC,YC,ZC,WC,PC,RC)、D(XD,YD,ZD,WD,PD,RD)、E(XE,YE,ZE,WE,PE,RE)、F(XF,YF,ZF,WF,PF,RF)；先计算出BC、BD、AE、AF间的矢量储存在位置寄存器P3(X3,Y3,Z3,W3,P3,R3),P4(X4,Y4,Z4,W4,P4,R4),P5(X5,Y5,Z5,W5,P5,R5),P6(X6,Y6,Z6,W6,P6,R6)中；
X3＝XC-XB，Y3＝YC-YB，Z3＝ZC-ZB，W3＝WC-WB，P3＝PC-PB，R3＝RC-RB，
X4＝XD-XB，Y4＝YD-YB，Z4＝ZD-ZB，W4＝WD-WB，P4＝PD-PB，R4＝RD-RB，
X5＝XE-XA，Y5＝YE-YA，Z5＝ZE-ZA，W5＝WE-WA，P5＝PE-PA，R5＝RE-RA，
X6＝XE-XA，Y6＝YE-YA，Z6＝ZE-ZA，W6＝WE-WA，P6＝PE-PA，R6＝RE-RA；
修正拍照点位置具体步骤包括：
将机器人移动到设定的标准拍照轨迹的第一个拍照点即基准参考点A拍照，对比基准位置，算出X、Y方向的偏差量,并储存在位置寄存器P0(X0,Y0,Z0,W0,P0,R0)中；修正当前拍照点位置，记录为A’，点A’＝A+P0；
将机器人移动到标准拍照轨迹的第二个拍照点即基准参考点B拍照,对比基准位置，算出X，Y方向的偏差量,并储存在位置寄存器P1(X1,Y1,Z1,W1,P1,R1)中；修正当前拍照点位置，记录为B’，点B’＝B+P1；
修正标准拍照轨迹的第三个拍照点位置，修正后的第三个拍照点位置为C’，点将机器人移动到第三个拍照点C’点拍照，对比基准位置，算出X方向的偏差量，储存在位置寄存器P11(X11,Y11,Z11,W11...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进，张杰，钟熠，刘涛，游涛，马庆山，吴苶，
申请(专利权)人：华工法利莱切焊系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42