一种基于ROS平台的智能化焊接系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于ROS平台的智能化焊接系统及其工作方法。所述系统基于ROS操作机器人系统框架实现，通过视觉传感设备采集焊缝轨迹数据，使用ROS平台进行运动轨迹规划并发送数据至机器人运动控制系统，而且能够实现ROS与机器人控制系统双向收发数据，从而省去了人工示教的麻烦，大大提高了焊接机器人的焊接自动化程度，实现智能化焊接。本发明专利技术适用于弧焊机器人的运动控制。机器人的运动控制。机器人的运动控制。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ROS平台的智能化焊接系统及其工作方法


[0001]本专利技术属于焊接机器人运动控制领域，具体涉及一种基于ROS平台的智能化焊接系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]焊接是制造业的核心技术之一，在工业生产中有着很重要的地位。目前，使用机器人完成焊接任务往往需要进行人工示教或者离线编程，焊接机器人一般只能按照固定的示教轨迹进行焊接，该方式已经不满足越来越高的焊接质量及精度要求。智能化焊接技术是目前的发展趋势，融合机器视觉等方式采集焊接动态过程信息、实时监控机器人状态和焊接情况和设计焊接智能控制系统是实现智能焊接的关键。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对目前人工示教的焊接自动化方法的不足，提供一种基于ROS平台的智能化焊接系统及其工作方法，利用机器视觉进行焊缝轨迹的定位，获取焊缝坐标，并使用ROS作为机器人控制系统，控制机器人运动并实时监控机器人运动状态，实现工业机器人的智能化焊接。
[0004]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于ROS平台的智能化焊接系统，包括：图像采集与处理模块本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于ROS平台的智能化焊接系统，其特征在于，包括：图像采集与处理模块（1）、运动规划模块（2）、机器人显示模块（3）、通讯模块（4）、运动控制模块（5）、焊接模块（6）、执行模块（7）；图像采集与处理模块（1）位于ROS端，用于在焊前定位焊缝起始位置，识别焊缝特征点，通过机器人手眼标定获取焊缝坐标，并进行数据处理，发送给ROS端，并且在焊接过程中，实时采集焊缝图像，并进行图像处理，监控焊接情况；运动规划模块（2）位于ROS端，用于规划末端工具即焊枪的运动轨迹及位姿，通过机器人轨迹规划算法和机器人运动学算法规划出符合期望运动轨迹的同时满足焊接要求的末端姿态，规划速度较快，并且能够自动进行避障和碰撞检测；机器人显示模块（3）位于ROS端，接收运动规划模块（2）发出的轨迹消息，能够进行机器人运动仿真，观察轨迹是否正确；另外，能够接收运动控制模块反馈回来的消息，实时显示机器人的状态，反馈实际机器人轨迹执行情况，并且用户可通过该模块实现图形化的人机交互；通讯模块（4）位于ROS端，实现运动控制模块（5）与ROS端之间的通讯，通过该模块可在运动控制模块（5）和ROS端之间进行数据交互，ROS端规划完成的轨迹信息和机器人控制信号均通过该模块发送至运动控制模块（5），运动控制模块（5）也通过该模块将反馈信息发送回ROS端；运动控制模块（5）用于控制机器人各个轴之间的运动，可使机器人按照期望的轨迹进行运动，并且可通过ROS端发送的控制信号启动焊机和调整机器人的焊接轨迹；焊接模块（6）用于实现焊件之间的电弧焊接，并且可根据不同的焊接速度及焊接材料实现焊接电流、焊接电压的自适应调整，与机器人运动控制模块通过IO信号通讯；机器人执行模块（7）为ABB六轴工业机器人，第六轴上固定焊枪，通过机器人运动控制模块（5）的控制，执行预定轨迹的焊接任务。2.根据权利要求1所述的一种基于ROS平台的智能化焊接系统，其特征在于，所述图像采集与处理模块（1）包括大恒工业相机（101）、镜头（102）、焊接滤光系统（103）、用于接收和处理焊缝图像的PC机（104）；通过大恒相机自带的C++ SDK/Python SDK编程实现焊缝图像采集，并将大恒相机封装成ROS端中的节点，用于实时与ROS端进行数据交换；通过手眼标定可实时计算出相机的位姿，通过相机的内参矩阵能够将焊缝坐标由像素坐标系转换到相机坐标系，从而获取焊缝的坐标；相机标定步骤如下：S1、制作棋盘格标定板，将标定板放置工作台上；S2、将相机固定到焊枪上，启动ROS相机标定节点；S3、调整机器人姿态，使得每个末端工具即焊枪姿态差异尽可能大，以提高标定精度，在不同机器人姿态下拍摄清晰完整的标定板图像，通过OpenCV进行相机内参标定，得到相机内参矩阵；S4、通过机器人手眼标定，获取机器人末端坐标系与相机坐标系的变换矩阵，机器人手眼标定完成。3.根据权利要求2所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩绍华，薛丁琪，郑坪杨，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：