CN109352211B - 一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法 - Google Patents

一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法 Download PDF

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Abstract

一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，包括以下步骤，(1)N类工件在夹具上装夹定位，N≥1；(2)机器人开始工件种类识别；(3)在预设的1处寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；(4)若是A类工件专有特征，判定装夹的零件是A类工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则继续在预设的N处寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；(5)若是N类工件专有特征，判定装夹的零件是N工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误。本发明可以自动准确识别将要焊接的数类工件型号。

Description

一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法
技术领域
本发明涉及自动化焊接技术领域，尤其涉及一种应用点激光测距传感器的工件自动识别方法。
背景技术
在当前工业焊接生产中，机器人自动焊接的应用越来越广，机器人焊接具有效率高、智能化、柔性化等特点。在多型号工件共线生产的机器人焊接站（线），各型号工件的焊接程序（轨迹、参数等）事先依据各标准样件通过求教、编程完成，当装夹完某种型号的工件后，机器人调用该型号工件的程序，进行自动焊接。
夹具上装夹的工件型号识别，通常是人工通过按钮盒或触摸屏给机器人发出指令，或者在夹具上安装传感器，装夹不同的工件，各传感器分别给出不同的I/O信号机器人，用于机器人实现焊接程序的选择。在无人参与的全自动化产线，工件种类多，特征差别不明显，传感器安装方向、空间、数量受限的场合，上述工件型号识别方案不能满足实际使用需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用点激光测距传感器的工件自动识别方法，可以有效解决上述工件型号识别方案不能满足实际使用需求的问题。
本发明提供一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，包括以下步骤，
（1）N类工件在夹具上装夹定位，N≥1；
（2）将N类工件分别独有的特征边附近区域预设为N处扫描区域，机器人开始工件种类识别；
（3）在预设的1处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（4）若是A类工件专有特征，判定装夹的零件是A类工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则继续在预设的N处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（5）若是N类工件专有特征，判定装夹的零件是N工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误；
所述基于点激光进行特征边寻位的方法包括以下步骤：
S1、配置一点激光测距传感器，安装在焊枪的旁边，其照射方向与机器人本体末端法兰坐标系的一个方向大致平行；
S2、在工件特征边的附近获取一个点，确保点激光的照射方向大至垂直于工件检测平面，检测点激光测距传感器距离平面的距离；
S3、以该点为起始点，机器人沿垂直于特征边的方向为寻位方向移动，并按设定的间隔时间持续读取检测到的距离值，当相邻两次检测值的差值达到一定的阈值时，即代表有检测到特征边，符合某种工件的特征特性。
S4、若在上述检测的整个移动范围内，检测值无变位或变化值很小，代表此范围内无预设的特征边。机器人再移到另一个预设的特征边附近获取一个点的距离值，重复S3中的运行程序，检测是否有特征边。
优选地，一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，包括以下步骤，
（1）三类工件在夹具上装夹定位；
（2）将三类工件分别独有的特征边附近区域预设为3处扫描区域，机器人开始工件种类识别；
（3）在预设的1处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（4）若是A类工件专有特征，判定装夹的零件是A工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的2处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（5）若是B类工件专有特征，判定装夹的零件是B类工件，机器调用B件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的3处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（6）若是C类工件专有特征，判定装夹的零件是C类工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误。
优选地，每一所述工件可以进行多点扫描来重复判定。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明提供的一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法通过为焊接机器人配置基于点激光测距传感器的工件特征识别***，在焊接之前对工件预先设定的专有特征、轮廓进行识别，从而不需人工参与，自动准确识别将要焊接的工件型号，继而调用相关的焊接程序进行自动焊接。
附图说明
图1为本发明的焊枪与点激光测距传感器结构示意图。
图2为本发明点激光测距传感器扫描设定区域结构示意图。
图3为本发明工件自动识别的实施例流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1-3所示，本发明的技术方案为：
一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，包括以下步骤，
（1）N类工件在夹具上装夹定位，N≥1，本实施例中优选为3类工件；
（2）将三类工件分别独有的特征边附近区域预设为3处扫描区域，机器人开始工件种类识别；
（3）在预设的1处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（4）若是A类工件专有特征，判定装夹的零件是A工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的2处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（5）若是B类工件专有特征，判定装夹的零件是B类工件，机器调用B件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的3处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
（6）若是C类工件专有特征，判定装夹的零件是C类工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误。
上述每一工件可以进行多点扫描来重复判定。当有多类工件识别时，工件物料自动识别方法同三类工件识别方法一致。
上述基于点激光进行特征边寻位的方法包括以下步骤：
S1、焊接机器人3配置一点激光测距传感器8，安装在焊枪7的旁边，如图1所示，其照射方向与机器人本体末端法兰坐标系的一个方向大致平行；
S2、在工件特征边的附近获取一个点，确保点激光的照射方向大致垂直于工件检测平面，检测点激光测距传感器距离平面的距离；
S3、以该点为起始点，机器人沿垂直于特征边的方向为寻位方向移动，并按设定的间隔时间持续读取检测到的距离值，当相邻两次检测值的差值达到一定的阈值时，即代表有检测到特征边，符合某种工件的特征特性；
S4、若在上述检测的整个移动范围内，检测值无变位或变化值很小，代表此范围内无预设的特征边。机器人再移到另一个预设的特征边附近获取一个点的距离值，重复S3中的运行程序，检测是否有特征边。
本点激光测距传感器8连接激光器控制器，激光器控制器连接机器人控制柜，点激光测距传感器8用以扫描设定区域并输出是否具有特征边10信息，激光控制器用以根据设定区域是否具有特征边10信息输出工件类别信息或更换设定区域继续扫描信息，机器人控制柜用以根据所述工件类别信息调取预设的焊接程序。
本发明的工作原理：首先结合各工件的结构（轮廓、特征边10、孔位等）差异在各种类工件独有的特征边10附近设定扫描区域，设定的扫描区域、扫描距离大小依据工件特点来设定，一种工件可以进行多点扫描来重复判定；
工件在夹具上装夹定位，焊接机器人在其中一处所述扫描区域寻找特征边10，焊接机器人基于点激光进行特征边10寻位：第一步配置一点激光测距传感器8，安装在焊枪的旁边，其照射方向与机器人本体末端法兰5坐标系的一个方向大致平行，第二步在工件特征边10的附近获取一个点，确保点激光的照射方向大至垂直于工件检测平面，检测点激光测距传感器8距离平面的距离，第三步以该点为起始点9，机器人沿垂直于特征边10的方向为寻位方向移动，并按设定的间隔时间持续读取检测到的距离值，当相邻两次检测值的差值达到一定的阈值时，即代表有检测到特征边10，符合某种工件的特征特性，第四步若在上述检测的整个移动范围内，检测值无变位或变化值很小，代表此范围内无预设的特征边10，机器人再移到另一个预设的特征边10附近获取一个点的距离值，重复第三步中的运行程序，检测是否有特征边10；
若所述焊接机器人在所述扫描区域检测到特征边10则进行下一步骤，若未检测到特征边10则更换另一处所述扫描区域进行特征边10扫描，重复这一步骤直到找到特征边10进行下一步骤或者若扫描完全部所述扫描区域都未检测到特征边10则提示装夹错误；
所述下一步骤为通过所述扫描区域和所述特征边判定工件类型并调用对应的焊接程序进行焊接。
上述的实施例仅为本发明的优选实施例，不能以此来限定本发明的权利范围，因此，依本发明申请专利范围所作的修改、等同变化、改进等，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，其特征在于：包括以下步骤，
N类工件在夹具上装夹定位，N≥1；
将N类工件分别独有的特征边附近区域预设为N处扫描区域，机器人开始工件种类识别；
在预设的1处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
若是A类工件独有的特征边，判定装夹的零件是A类工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则继续在预设的N处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
若是N类工件独有的特征边，判定装夹的零件是N工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误；
所述基于点激光进行特征边寻位的方法包括以下步骤：
S1、配置一点激光测距传感器，安装在焊枪的旁边，其照射方向与机器人本体末端法兰坐标系的一个方向大致平行；
S2、在工件特征边的附近获取一个点，确保点激光的照射方向大致垂直于工件检测平面，检测点激光测距传感器距离平面的距离；
S3、以该点为起始点，机器人沿垂直于特征边的方向为寻位方向移动，并按设定的间隔时间持续读取检测到的距离值，当相邻两次检测值的差值达到一定的阈值时，即代表有检测到特征边，符合某种工件的特征特性；
S4、若在上述检测的整个移动范围内，检测值无变位或变化值很小，代表此范围内无预设的特征边；
机器人再移到另一个预设的特征边附近获取一个点的距离值，重复S3中的运行程序，检测是否有特征边。
2.根据权利要求1所述的一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，其特征在于：包括以下步骤，
(1)三类工件在夹具上装夹定位；
(2)将三类工件分别独有的特征边附近区域预设为3处扫描区域，机器人开始工件种类识别；
(3)在预设的1处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
(4)若是A类工件独有的特征边，判定装夹的零件是A工件，机器调用A件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的2处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
(5)若是B类工件独有的特征边，判定装夹的零件是B类工件，机器调用B件程序进行自动焊接；若不是，则在预设的3处依设定的寻位方向与寻位距离寻找特征边、线，基于点激光特征边寻位，在指定的寻位范围内检测到特征边界；
(6)若是C类工件独有的特征边，判定装夹的零件是C类工件，机器调用N件程序进行自动焊接；若不是，***报错，提示工件装夹错误。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于点激光测距传感器的工件物料自动识别方法，其特征在于：每一所述工件可以进行多点扫描来重复判定。
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