CN112620989A - 一种基于三维视觉引导的自动焊接方法 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，通过机器人结合三维扫描器以获取待加工工件的三维结构信息，从而获得工件的待焊接位置以及机器人的加工姿态，即工件待加工焊缝的空间三维位置，进而直接引导机器人根据所获得的待焊接位置进行焊接工作，如此即可无需其他辅助焊接装置，其方法简单可行，通过三维视觉***引导机器人，从而实现对不同工件加工的自动化。

Description

一种基于三维视觉引导的自动焊接方法
技术领域
本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种基于三维视觉引导的自动焊接方法。
背景技术
焊接工作对人员的技术要求高、工作环境恶劣，强光、辐射、烟尘等，损伤工作人员健康。在批量化加工领域，引入了机器人焊接代替人工。但当前的自动化焊接技术，基于机器编程焊接预定部位，也有通过焊缝跟踪***配合特定治具，实现小范围焊缝跟踪、焊接。相关技术中，大多数自动化焊接技术都涉及到机器人编程，不能灵活适应工件变化，对小批量生产无能为力。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有相关技术中存在的问题之一，为此，本发明提出一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其方法简单可行，通过三维视觉***引导机器人，从而实现对不同工件加工的自动化。
上述目的是通过如下技术方案来实现的：
一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，包括至少一个三维扫描器和数据处理器，其中所述三维扫描器对外部工件进行扫描以将扫描所获得的信息反馈至所述数据处理器上，所述数据处理器对所接收到的信息进行处理并根据处理结果控制外部机器人作相应工作，所述自动焊接方法包括如下步骤：
待加工的所述工件搬运至上料工位后；
通过所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获得所述工件的三维信息，并且将扫描所得的信息反馈至所述数据处理器上；
通过所述数据处理器对所接收到的数据进行处理以生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上；
所述机器人根据所下发的焊接信息对所述工件进行焊接工作。
在一些实施方式中，当所述三维扫描器的数量为多个时，所述通过所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获得所述工件的三维信息的步骤具体包括：
多个所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息。
在一些实施方式中，所述获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息后的步骤还包括：
获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息后；
将所获取到的多个所述工件的三维信息反馈至所述数据处理器上；
通过所述数据处理器对所接收到的数据进行拼接和处理以得到所述工件完整的三维结构信息。
在一些实施方式中，所述通过所述数据处理器对所接收到的数据进行处理以生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上的步骤具体包括：
根据所述工件的三维信息获取到所述工件的三维结构信息；
对所获取到的所述三维结构信息进行分析处理以获得当前所述工件的待焊接位置；
根据所获得的所述工件的待焊接位置和所述工件的三维结构信息自动生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上。
在一些实施方式中，所述待加工的所述工件搬运至上料工位后的步骤具体包括：
将待加工的所述工件以合适的姿态固定在所述上料工位上以完成上料工作。
在一些实施方式中，还包括治具，所述治具用于承载待加工的所述工件。
与现有技术相比，本发明的至少包括以下有益效果：
1.本发明基于三维视觉引导的自动焊接方法，其方法简单可行，通过三维视觉***引导机器人，从而实现对不同工件加工的自动化。
2.其可使焊接速度大幅提升，同时有效减少焊接工人的工作量。
附图说明
图1是是本发明实施例中自动焊接方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明请求保护的技术方案范围。
实施例一：
如图1所示，本实施例提供一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，通过机器人结合三维扫描器以获取待加工工件的三维结构信息，从而获得工件的待焊接位置以及机器人的加工姿态，即工件待加工焊缝的空间三维位置，进而直接引导机器人根据所获得的待焊接位置进行焊接工作，如此即可无需其他辅助焊接装置，其方法简单可行，通过三维视觉***引导机器人，从而实现对不同工件加工的自动化。
在本实施例中，自动焊接***包括至少一个三维扫描器和数据处理器，其中三维扫描器对外部工件进行扫描以将扫描所获得的信息反馈至数据处理器上，数据处理器对所接收到的信息进行处理并根据处理结果控制外部机器人作相应工作，本实施例中三维扫描器的数量为一个或者多个，优选地，三维扫描器的数量为多个，从而扩大工件的扫描范围，便于工件固定后，一次加工工件的多个位置，多个三维扫描器按照指令启动工作后，通过对待加工的工件进行扫描识别以获取到每个三维扫描器当前视角下工件的三维信息，然后将所获得的工件的多个三维信息汇集于数据处理器上，通过数据处理器对多个三维信息进行拼接和处理以得到工件完整的三维结构信息，从而根据三维结构信息以得到当前工件的焊接位置，根据所获得的工件的待焊接位置和工件的三维结构信息控制外部机器人对工件进行焊接工作，本实施例中完整的三维结构信息为相对完整，即包括所有待加工特征的位置，此外，还包括用于承载待加工工件的治具，治具可以为通用治具也可以为特定治具，当然，为了进一步提高产品的生产成本，治具更优地选用通用治具，如此使得同一个治具可承载不同的工件，从而使不同工件无需特定治具以及无需将工件精准固定或者对齐即可完成焊接工作，进而极大减轻上料作业对治具以及工人专业水平的依赖。本实施例中机器人为eye-to-hand的机器人视觉结构，当然还可根据实际需求选择其它更为合适的机器人。本自动焊接***可以实时获取工件的焊缝位置，无需专用治具设备，无需对机器人进行焊接相关编程，支持任意数量工件进行加工，从而实现低成本加工生产。
在本实施例中，自动焊接方法具体包括如下步骤：
步骤S101，待加工的工件搬运至上料工位后。
在本实施例中，将待加工的工件以合适的姿态固定在上料工位上以完成上料工作，此外，用于承载待加工工件的治具为通用治具，即使同一个治具承载不同的工件。
步骤S102，通过三维扫描器对工件进行扫描以获得工件的三维信息，并且将扫描所得的信息反馈至数据处理器上。
在本实施例中，根据所下达的工作指令以启动三维扫描器，通过三维扫描器对工件进行扫描以获得工件的三维信息，优选地，当三维扫描器的数量为多个时，多个三维扫描器对工件进行扫描以获取到多个三维扫描器当前视角下工件的三维信息，并将各自视角的三维信息反馈至数据处理器上。
步骤S103，通过数据处理器对所接收到的数据进行处理以生成当前工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至机器人上。
在本实施例中，数据处理器根据工件的三维信息获取到工件的三维结构信息，对所获取到的三维结构信息进行分析处理以获得当前工件的待焊接位置，根据所获得的工件的待焊接位置和工件的三维结构信息自动生成当前工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至机器人上，本实施例中焊接信息包括工件的待焊接位置、机器人的加工姿态以及其他相关信息。
在本实施例中，当三维扫描器的数量为多个时，多个三维扫描器将各自视角的三维信息反馈至数据处理器上，通过数据处理器对所接收到的数据进行拼接和处理以得到工件完整的三维结构信息，从而以实时获取待加工工件的三维结构信息，然后，数据处理器根据待加工工件的三维结构信息进行分析处理以获得当前工件的待焊接位置，通过自动获取当前工件的准确焊接位置信息，从而并不依赖治具的精度、工人的专业操作水平或者其它设备。
步骤S104，机器人根据所下发的焊接信息对工件进行焊接工作。
在本实施例中，根据所获得的工件的待焊接位置和工件的三维结构信息自动生成当前工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至机器人上，机器人执行所接收到的焊接信息以完成工件的焊接工作，如此无需人工对机器人进行编程，并且支持小批量、大批量、不同型号的工件交叉进行作业，从而实现焊接速度大幅度提升，进而减少对编程技术人员和焊接工人的依赖，然后机器人根据所下发的焊接信息对工件进行焊接工作，由于加工姿态等焊接信息由数据处理器动态生成，无需针对不同的工件进行不同的编程作业。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，包括至少一个三维扫描器和数据处理器，其中所述三维扫描器对外部工件进行扫描以将扫描所获得的信息反馈至所述数据处理器上，所述数据处理器对所接收到的信息进行处理并根据处理结果控制外部机器人作相应工作，所述自动焊接方法包括如下步骤：
待加工的所述工件搬运至上料工位后；
通过所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获得所述工件的三维信息，并且将扫描所得的信息反馈至所述数据处理器上；
通过所述数据处理器对所接收到的数据进行处理以生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上；
所述机器人根据所下发的焊接信息对所述工件进行焊接工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，当所述三维扫描器的数量为多个时，所述通过所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获得所述工件的三维信息的步骤具体包括：
多个所述三维扫描器对所述工件进行扫描以获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，所述获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息后的步骤还包括：
获取到多个所述三维扫描器当前视角下所述工件的三维信息后；
将所获取到的多个所述工件的三维信息反馈至所述数据处理器上；
通过所述数据处理器对所接收到的数据进行拼接和处理以得到所述工件完整的三维结构信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，所述外通过所述数据处理器对所接收到的数据进行处理以生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上的步骤具体包括：
根据所述工件的三维信息获取到所述工件的三维结构信息；
对所获取到的所述三维结构信息进行分析处理以获得当前所述工件的待焊接位置；
根据所获得的所述工件的待焊接位置和所述工件的三维结构信息自动生成当前所述工件的焊接信息，并且将所生成的焊接信息下发至所述机器人上。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，所述待加工的所述工件搬运至上料工位后的步骤具体包括：
将待加工的所述工件以合适的姿态固定在所述上料工位上以完成上料工作。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种基于三维视觉引导的自动焊接方法，其特征在于，还包括治具，所述治具用于承载待加工的所述工件。
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