CN112743194B - 一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，其公开了一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，解决了目前通过电弧识别焊道导致的技术问题，包括以下步骤：S1、焊接准备工作；S2、标定工序；S3、识别焊接初始位置；S4、视觉焊道识别一；S5、视觉焊道识别二；S6、模拟路径焊接；S7、摇摆焊接盖面。根据以上技术方案，本发明利用相机及传感器扫描拍照，机器人自动获取焊道的坐标值，在预设焊接起点时，自动依据视觉识别焊接，与传统技术相比，其可以少一个焊接终点的寻位工序，且不会因电弧过窄或者是电弧有高、有低时，导致焊接过程失败，从而焊接精度高、产品良率提升。

Description

一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，它涉及一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺。
背景技术
焊接技术，又称为连接工程，是一种重要的材料加工工艺。焊接的定义如下：被焊工件的材质(同种或异种)，通过加热或者加压或二者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材质达到原子间的结合而形成永久性连接的工艺工程称为焊接。
传统的一种自动焊接工艺过程大致如下：机器人通过电弧识别工件的焊道，焊接作业开始前，对于机器人焊接的行动路径，作业人员需要预给出焊接路径的起点和终点，机器人通过起点、终点以及电弧识别方式自动寻找焊接路径。
但是，针对目前的这种自动焊接工艺，在电弧过窄或者是电弧有高、有低时，机器人难以识别到电弧的特征点，因此导致焊接过程失败，因此，焊接的不良率较高。
发明内容
针对背景技术中提出的通过电弧识别焊道导致的技术问题，本发明利用相机视觉识别焊道，只需预给出焊接路径的起点，实时寻找焊接路径，少一个终点寻位过程，自动视觉识别焊接，精度高，产品良率提升。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，包括以下步骤：
S1、焊接准备工作；在焊接现场设置龙门横梁及焊接机器人，焊接机器人安装在所述龙门横梁上，焊接机器人上安装有焊接工具，龙门横梁的底部配置有焊接平台，在焊接平台上安装固定待焊接的两个工件；
S2、标定工序；在焊接平台上设置标定点，将焊接平台的位置、工件位置以及焊接机器人的初始位置通过标准标定方法，统一到机器人坐标程序中，实现空间坐标转换，让机器人能够识别工件的位置；
S3、识别焊接初始位置；人工定位焊接机器人的初始位置，给机器人一个焊接路径的初始焊接点；
S4、视觉焊道识别一；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行打底焊接；
S5、视觉焊道识别二；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行层焊接；
S6、模拟路径焊接；机器人对于剩余的焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接余量数据模拟完成最后一道层焊工作；
S7、摇摆焊接盖面；机器人对于盖面焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接盖面余量数据模拟完成盖面焊接工作。
通过上述技术方案，本发明利用相机及传感器扫描拍照，机器人自动获取焊道的坐标值，在预设焊接起点时，自动依据视觉识别焊接，与传统技术相比，其可以少一个焊接终点的寻位工序，且不会因电弧过窄或者是电弧有高、有低时，导致焊接过程失败，从而焊接精度高、产品良率提升。
本发明进一步设置为：所述龙门横梁用于机器人在其上沿其轴向滑移，所述焊接机器人在所述龙门横梁上滑移使得机器人调整焊接角度。
本发明进一步设置为：所述焊接工具可依据待焊接的两个工件的类型不同更换，适用于不同场景。
本发明进一步设置为：所述焊接路径为环焊缝、拼焊缝或拼缝与环缝的交接。
本发明进一步设置为：所述视觉焊道识别一和所述视觉焊道识别二之后均设置有夹渣、飞溅的清渣工序。
本发明进一步设置为：通过调整所述相机的传感器入射角度，使其尽可能与焊道坡口角度相一致，能更清晰、更准确的捕捉到焊道特征点，有利于数据分析。
本发明进一步设置为：所述焊接余量数据在5mm以内。
本发明进一步设置为：所述摇摆焊接盖面中焊接机器人通过沿焊道宽度方向左右摆动焊接，使得焊接线条更加圆润、平滑。
本发明进一步设置为：所述标定工序、识别焊接初始位置和视觉焊道识别均通过机器人程序分析控制。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明利用相机及传感器扫描拍照，机器人自动获取焊道的坐标值，在预设焊接起点时，自动依据视觉识别焊接，与传统技术相比，其可以少一个焊接终点的寻位工序，且不会因电弧过窄或者是电弧有高、有低时，导致焊接过程失败，从而焊接精度高、产品良率提升。
附图说明
图1为相机视觉扫描焊道的成像图一；
图2为相机视觉扫描焊道的成像图二；
图3为相机视觉扫描焊道经过打底、层焊的成像图一；
图4为相机视觉扫描焊道经过打底、层焊的成像图二。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，结合图1-图4所示，包括以下步骤：
S1、焊接准备工作；在焊接现场设置龙门横梁及焊接机器人，焊接机器人安装在龙门横梁上，焊接机器人上安装有焊接工具，龙门横梁的底部配置有焊接平台，在焊接平台上安装固定待焊接的两个工件；
S2、标定工序；在焊接平台上设置标定点，将焊接平台的位置、工件位置以及焊接机器人的初始位置通过标准标定方法，统一到机器人坐标程序中，实现空间坐标转换，让机器人能够识别工件的位置；
S3、识别焊接初始位置；人工定位焊接机器人的初始位置，给机器人一个焊接路径的初始焊接点；
S4、视觉焊道识别一；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行打底焊接；
S5、视觉焊道识别二；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行层焊接；
S6、模拟路径焊接；机器人对于剩余的焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接余量数据模拟完成最后一道层焊工作；
S7、摇摆焊接盖面；机器人对于盖面焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接盖面余量数据模拟完成盖面焊接工作。
龙门横梁用于机器人在其上沿其轴向滑移，焊接机器人在龙门横梁上滑移使得机器人调整焊接角度。
焊接工具可依据待焊接的两个工件的类型不同更换，适用于不同场景。
焊接路径为环焊缝、拼焊缝或拼缝与环缝的交接。
视觉焊道识别一和视觉焊道识别二之后均设置有夹渣、飞溅的清渣工序。
通过调整相机的传感器入射角度，使其尽可能与焊道坡口角度相一致，能更清晰、更准确的捕捉到焊道特征点，有利于数据分析。
焊接余量数据在5mm以内。
摇摆焊接盖面中焊接机器人通过沿焊道宽度方向左右摆动焊接，使得焊接线条更加圆润、平滑。
标定工序、识别焊接初始位置和视觉焊道识别均通过机器人程序分析控制。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、焊接准备工作；在焊接现场设置龙门横梁及焊接机器人，焊接机器人安装在所述龙门横梁上，焊接机器人上安装有焊接工具，龙门横梁的底部配置有焊接平台，在焊接平台上安装固定待焊接的两个工件；
S2、标定工序；在焊接平台上设置标定点，将焊接平台的位置、工件位置以及焊接机器人的初始位置通过标准标定方法，统一到机器人坐标程序中，实现空间坐标转换，让机器人能够识别工件的位置；
S3、识别焊接初始位置；人工定位焊接机器人的初始位置，给机器人一个焊接路径的初始焊接点；
S4、视觉焊道识别一；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行打底焊接；
S5、视觉焊道识别二；机器人通过相机拍照，分析焊道数据，自动寻找焊道位置，进行层焊接；
S6、模拟路径焊接；机器人对于剩余的焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接余量数据模拟完成最后一道层焊工作；
S7、摇摆焊接盖面；机器人对于盖面焊道无法通过相机拍照识别出来，利用原路径数据结合焊接盖面余量数据模拟完成盖面焊接工作。
2.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述龙门横梁用于机器人在其上沿其轴向滑移，所述焊接机器人在所述龙门横梁上滑移使得机器人调整焊接角度。
3.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述焊接工具可依据待焊接的两个工件的类型不同更换，适用于不同场景。
4.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述视觉焊道识别一和所述视觉焊道识别二之后均设置有夹渣、飞溅的清渣工序。
5.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：通过调整所述相机的传感器入射角度，使其与焊道坡口角度相一致，能更清晰、更准确的捕捉到焊道特征点，有利于数据分析。
6.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述焊接余量数据在5mm以内。
7.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述摇摆焊接盖面中焊接机器人通过沿焊道宽度方向左右摆动焊接，使得焊接线条更加圆润、平滑。
8.根据权利要求1所述的一种基于路径自动规划和坡点识别的全自动焊接工艺，其特征在于：所述标定工序、识别焊接初始位置和视觉焊道识别均通过机器人程序分析控制。
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