CN116441244A - 一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法 - Google Patents

一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，涉及激光清洗技术领域，步骤一、对清洗机器人的信息和工件加工位置的信息进行采集，形成准备作业项；步骤二、对清洗机器人的信息进行分项管理，形成工作位置特征项；步骤三、根据待加工的工件信息，形成清洗加工方案；步骤四、参照清洗加工方案对应选择到清洗机器人去执行加工过程。本发明能够根据需要加工的工件表面清洗度不同的位置进行变换清洗，能够达到一次清洗即可完成工件的清洗工作的效果，不需要再重复进行二次的局部清洗，能够实现节时和简化工作的作用，能够快速且明确的进行激光清洗机器人的选定，更好的对适应方案的实际执行，过程更加的稳定高效。

Description

一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法
技术领域
本发明涉及激光清洗技术领域，具体涉及一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法。
背景技术
激光清洗传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强以后，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少，其中激光清洗机器的发展工件的无损清洗。
现有技术存在以下不足：在现有的激光清洗过程中激光清洗具备多个功率值，功率值越大，激光清洗的强度越高，但是在现实的清洗操作中，工件的表面杂质大多是不均匀的，通过连续额定的功率加工会存在一次清洗不合格依然存在杂质的情况，或者大功率整体清洗会存在浪费电能的情况，在现实的工件清洗中会存在对工件清洗的操作位置不方便激光清洗机器人进入操作，需要利用到小型人工挟持的激光清洗机器人，需要工作人员到场进行空间操作的判断，较为繁琐，难以提高工作准备的效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，以解决背景技术中不足。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，步骤一、对清洗机器人的信息和工件加工位置的信息进行采集，形成准备作业项；
步骤二、对清洗机器人的信息进行分项管理，形成工作位置特征项，能够将清洗机器人进行全面的信息管理，更方便后续对清洗机器人进行选用；
步骤三、根据待加工的工件信息，形成清洗加工方案；
步骤四、参照清洗加工方案对应选择到清洗机器人去执行加工过程，按照合理制定的工件清洗方案能够有效实现工件的合格性清洗工作，避免反复清洗加工，提高了工作人员的操作效率。
在一个优选的实施方式中，在步骤一中，对激光清洗机器人工作位置特征以及功率大小进行信息的采集，
信息采集方法为：
1、对激光清洗机器人型号进行记载，并同时进行身份标识；
1.1、并通过管理端对激光清洗机器人对应身份标识进行功率大小的录入；
2、根据激光清洗机器人的工作位置特征进行信息采集，激光清洗机器人的工作位置特征为对大空间内清洗与小空间内的清洗；
2.1、将激光清洗机器人的身份标识与工作位置特征信息集合，形成激光清洗机器人准备工作固定项；
3、通过现场的图像采集设备对待加工工件的工作位置进行图像采集，形成激光清洗机器人准备工作活动项；
4、激光清洗机器人准备工作固定项与激光清洗机器人准备工作活动项形成准备作业项；
5、准备作业项的信息为原始参照项，加工的工件的操作位置通过图像的采集判断需要的工作位置特征项下的激光清洗机器人类型，能够快速且明确的进行激光清洗机器人的选定。
在一个优选的实施方式中，在步骤一中，对待加工的工件进行图像的采集，对需要加工的工件进行图像的采集包括有加工前对工件的图像的采集以及加工后对工件加工位置的图像采集，工作信息采集方法为：
1、对待加工的工件进行加工前的图像采集，形成工件信息基础项；
2、激光清洗机器人在对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像的采集，同时采集工件加工清洗过程中的激光清洗机器人激光输出端口移动距离总长度、对应激光输出不同功率变换前后的移动平均速度；
3、加工一次的工件信息为更改参照项。
在一个优选的实施方式中，在步骤二中的信息管理方法为：
1、获取准备工作采集的信息，
2、根据激光清洗机器人的工作位置特征进行分项管理，形成工作位置特征项；
2.1、工作位置特征项分为大空间激光清洗项和小空间激光清洗项；
2.2、将激光清洗机器人的身份标识对应分组归类到大空间激光清洗项和小空间激光清洗项中。
在一个优选的实施方式中，在步骤三中，对同一个工件的连续加工过程进行一个或多个功率的选择；对一个工件在清洗路径进行连续加工清洗时根据管理端的预先设定自动跳转变换功率大小，能够根据需要加工的工件表面清洗度不同的位置进行变换清洗，能够达到一次清洗即可完成工件的清洗工作的效果，不需要再重复进行二次的局部清洗。
在一个优选的实施方式中，在步骤三中，清洗方案生成方法为：
1、针对一个新的待加工工件方案生成方式为:
1.1、获取采集的原始参照项信息与采集的工件信息基础项，管理端根据待加工的工件进行加工前的图像采集信息判断清洗该工件不合格的位置所需要的功率大小，将不同的位置进行不同的功率大小的标记；
1.2、通过对原始参照项中待加工工件的工作位置图像信息进行分析，了解待加工工件的加工位置，判断需要采用的激光清洗机器人工作位置特征；
1.3、根据待加工工件的加工位置，形成加工路径方案，配合管理端参照工件不合格的位置设定的加工清洗功率，形成清洗加工方案；
2、针对已加工过的加工工件方案生成方式为:
2.1、获取采集的更改参考项，得到对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像采集的信息；
2.2、得到针对一个新的待加工工件方案实施的实际工件清洗效果；
2.3、管理端分析实际工件清洗表面情况，得到工件表面清洁度指数，工件表面清洁度指数的计算方式为：
其中，φ′τ为工件表面清洁度指数，n为实际工件清洗面未清洁到位的点数，vs为实际工件清洗面的平均清洗速度，Lc为实际工件清洗面的总长度；α为清洁度权重系数，P为实际工件清洗面未清洁到位点数的操作平均功率。
在一个优选的实施方式中，实际工件清洗面存在未清洁到位的点数时，管理端在针对一个新的待加工工件方案的基础上，通过存在点数的位置对应修改提高清洗该位置的功率P或降低清洗速度再或同时提高清洗该位置的功率P和降低清洗速度；更新并形成新的清洗加工方案。
在一个优选的实施方式中，在步骤四中，工作派发方法为：
1、获取现有清洗加工方案；
2、根据现有清洗加工方案选定工作位置特征项下的激光清洗机器人进行操作执行；
3、并将清洗加工方案传输到激光清洗机器人操作端，由激光清洗机器人完成工件的清洗加工。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、本发明能够完成工件清洗过程的功率选择、功率跳转和清洗路径的生成，能够根据需要加工的工件表面清洗度不同的位置进行变换清洗，能够达到一次清洗即可完成工件的清洗工作的效果，不需要再重复进行二次的局部清洗，能够实现节时和简化工作的作用；
2、本发明通过对加工的工件的操作位置通过图像的采集判断需要的工作位置特征项下的激光清洗机器人类型，能够快速且明确的进行激光清洗机器人的选定，更好的对适应方案的实际执行，过程更加的稳定高效。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，请参阅图1所示，本实施例所述一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，步骤一、对清洗机器人的信息和工件加工位置的信息进行采集，形成准备作业项；信息采集方法为：
1、对激光清洗机器人型号进行记载，并同时进行身份标识；
1.1、并通过管理端对激光清洗机器人对应身份标识进行功率大小的录入(激光清洗机器人具有多个功率的激光清洗度)；
2、根据激光清洗机器人的工作位置特征进行信息采集，激光清洗机器人的工作位置特征为对大空间内清洗与小空间内的清洗(针对小空隙位置待清洗的工件加工时，无法深入清洗，因此具有两种激光清洗机器人分别针对大空间和不方便进入工作位置的小空间进行清洗工作)；
2.1、将激光清洗机器人的身份标识与工作位置特征信息集合，形成激光清洗机器人准备工作固定项；
3、通过现场的图像采集设备对待加工工件的工作位置进行图像采集，形成激光清洗机器人准备工作活动项；
4、激光清洗机器人准备工作固定项与激光清洗机器人准备工作活动项形成准备作业项；
5、准备作业项的信息为原始参照项；
对准备作业项的信息进行管理分类；
信息管理方法为：
1、获取准备作业项的信息，
2、根据激光清洗机器人的工作位置特征进行分项管理，形成工作位置特征项；
2.1、工作位置特征项分为大空间激光清洗项和小空间激光清洗项；能够快速且明确的进行激光清洗机器人的选定，更好的对适应方案的实际执行，过程更加的稳定高效；
2.2、将激光清洗机器人的身份标识对应分组归类到大空间激光清洗项和小空间激光清洗项中(供后续清洗方案制定直接选定激光清洗机器人进行执行使用)；
对待加工的工件进行图像的采集，对需要加工的工件进行图像的采集包括有加工前对工件的图像的采集以及加工后对工件加工位置的图像采集；
工作信息采集方法为：
1、对待加工的工件进行加工前的图像采集(供管理端了解待加工的工件需要清洗的位置和需要清洗的程度)，形成工件信息基础项；
2、激光清洗机器人在对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像的采集(供管理端了解工件清洗一遍之后的表面清洗情况)，同时采集工件加工清洗过程中的激光清洗机器人激光输出端口移动距离总长度、对应激光输出不同功率变换前后的移动平均速度；
3、加工一次的工件信息为更改参照项；
该加工的工件为同批次生产出来的工件，其需要清洗的位置和程度相同；
针对待加工的工件进行加工方案的生成；
对同一个工件的连续加工过程进行一个或多个功率的选择；对一个工件在清洗路径进行连续加工清洗时根据管理端的预先设定自动跳转变换功率大小；能够完成工件清洗过程的功率选择、功率跳转和清洗路径的生成，能够根据需要加工的工件表面清洗度不同的位置进行变换清洗，能够达到一次清洗即可完成工件的清洗工作的效果；
清洗方案生成方法为：
1、针对一个新的待加工工件方案生成方式为:
1.1、获取原始参照项信息与工件信息基础项，管理端根据待加工的工件进行加工前的图像采集信息判断清洗该工件不合格的位置所需要的功率大小，将不同的位置进行不同的功率大小的标记(用于后续实际加工过程中功率的跳转加工，中间不会间断，形成一个完整连续的加工路径)；
1.2、通过对原始参照项中待加工工件的工作位置图像信息进行分析，了解待加工工件的加工位置(判断该加工位置能够为哪种工作位置特征的激光清洗机器人去加工操作)，判断需要采用的激光清洗机器人工作位置特征；
1.3、根据待加工工件的加工位置，形成加工路径方案，配合管理端参照工件不合格的位置设定的加工清洗功率，形成清洗加工方案；
2、针对已加工过的加工工件方案生成方式为：
2.1、获取采集的更改参考项，得到对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像采集的信息；
2.2、得到针对一个新的待加工工件方案实施的实际工件清洗效果；
2.3、管理端分析实际工件清洗表面情况，得到工件表面清洁度指数，工件表面清洁度指数的计算方式为：
其中，φ′τ为工件表面清洁度指数，n为实际工件清洗面未清洁到位的点数(点数即为清洗面依然存在杂质的块数)，vs为实际工件清洗面的平均清洗速度，Lc为实际工件清洗面的总长度；α为清洁度权重系数，P为实际工件清洗面未清洁到位点数的操作平均功率；其中需要说明的是，
P、Lc、n的数值越大，vs的数值越小，即φ′τ的数值越小，代表工件表面清洁度难度越大，即代表该工件的杂质越顽固，能够得知对工件清洗方***度，能够更好的对后续工件的清洗方案进行调整，可实现走一次清洗路径便能够将工件清洗合格；
2.31、实际工件清洗面存在未清洁到位的点数时，管理端在针对一个新的待加工工件方案的基础上，通过存在点数的位置对应修改提高清洗该位置的功率P或降低清洗速度再或同时提高清洗该位置的功率P和降低清洗速度；更新并形成新的清洗加工方案，再用于后续的同种工件的清洗加工；
工作派发方法为：
1、获取现有清洗加工方案；
2、根据现有清洗加工方案选定工作位置特征项下的激光清洗机器人进行操作执行；
3、并将清洗加工方案传输到激光清洗机器人操作端，由激光清洗机器人完成工件的清洗加工；
将采集的数据进行输出并储存。
实施例2，请参阅图1所示，
步骤一、对清洗机器人的信息和工件加工位置的信息进行采集，形成准备作业项，能够将清洗机器人进行全面的信息管理，更方便后续对清洗机器人进行选用；
步骤二、对清洗机器人的信息进行分项管理，形成工作位置特征项，将清洗机器人按照信息特征进行管理，可有效的提高对清洗机器人的信息搜索对应效率；
步骤三、根据待加工的工件信息，形成清洗加工方案，可更好的结合现实情况对工件清洗方案进行合理性的制定；
步骤四、参照清洗加工方案对应选择到清洗机器人去执行加工过程，按照合理制定的工件清洗方案能够有效实现工件的合格性清洗工作，避免反复清洗加工，提高了工作人员的操作效率。
实施例3，请参阅图1所示，本发明通过能够完成工件清洗过程的功率选择、功率跳转和清洗路径的生成，能够根据需要加工的工件表面清洗度不同的位置进行变换清洗，能够达到一次清洗即可完成工件的清洗工作的效果，不需要再重复进行二次的局部清洗，能够实现节时和简化工作的作用；
通过对加工的工件的操作位置通过图像的采集判断需要的工作位置特征项下的激光清洗机器人类型，能够快速且明确的进行激光清洗机器人的选定，更好的对适应方案的实际执行，过程更加的稳定高效。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、对清洗机器人的信息和工件加工位置的信息进行采集，形成准备作业项；
步骤二、对清洗机器人的信息进行分项管理，形成工作位置特征项；
步骤三、根据待加工的工件信息，形成清洗加工方案；
步骤四、参照清洗加工方案对应选择到清洗机器人去执行加工过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤一中，对激光清洗机器人工作位置特征以及功率大小进行信息的采集，
信息采集方法为：
对激光清洗机器人型号进行记载，并同时进行身份标识；
并通过管理端对激光清洗机器人对应身份标识进行功率大小的录入；
根据激光清洗机器人的工作位置特征进行信息采集，激光清洗机器人的工作位置特征为对大空间内清洗与小空间内的清洗；
将激光清洗机器人的身份标识与工作位置特征信息集合，形成激光清洗机器人准备工作固定项；
通过现场的图像采集设备对待加工工件的工作位置进行图像采集，形成激光清洗机器人准备工作活动项；
激光清洗机器人准备工作固定项与激光清洗机器人准备工作活动项形成准备作业项；
准备作业项的信息为原始参照项。
3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤一中，对待加工的工件进行图像的采集，对需要加工的工件进行图像的采集包括有加工前对工件的图像的采集以及加工后对工件加工位置的图像采集，工作信息采集方法为：
对待加工的工件进行加工前的图像采集，形成工件信息基础项；
激光清洗机器人在对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像的采集，同时采集工件加工清洗过程中的激光清洗机器人激光输出端口移动距离总长度、对应激光输出不同功率变换前后的移动平均速度；
加工一次的工件信息为更改参照项。
4.根据权利要求3所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤二中的信息管理方法为：
获取准备工作采集的信息，
根据激光清洗机器人的工作位置特征进行分项管理，形成工作位置特征项；
工作位置特征项分为大空间激光清洗项和小空间激光清洗项；
将激光清洗机器人的身份标识对应分组归类到大空间激光清洗项和小空间激光清洗项中。
5.根据权利要求4所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤三中，对同一个工件的连续加工过程进行一个或多个功率的选择；
对一个工件在清洗路径进行连续加工清洗时根据管理端的预先设定自动跳转变换功率大小。
6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤三中，清洗方案生成方法为：
针对一个新的待加工工件方案生成方式为:
获取采集的原始参照项信息与采集的工件信息基础项，管理端根据待加工的工件进行加工前的图像采集信息判断清洗该工件不合格的位置所需要的功率大小，将不同的位置进行不同的功率大小的标记；
通过对原始参照项中待加工工件的工作位置图像信息进行分析，了解待加工工件的加工位置，判断需要采用的激光清洗机器人工作位置特征；
根据待加工工件的加工位置，形成加工路径方案，配合管理端参照工件不合格的位置设定的加工清洗功率，形成清洗加工方案；
针对已加工过的加工工件方案生成方式为:
获取采集的更改参考项，得到对工件清洗一遍结束后对其表面进行图像采集的信息；
得到针对一个新的待加工工件方案实施的实际工件清洗效果；
管理端分析实际工件清洗表面情况，得到工件表面清洁度指数，工件表面清洁度指数的计算方式为：
其中，φ′τ为工件表面清洁度指数，n为实际工件清洗面未清洁到位的点数，vs为实际工件清洗面的平均清洗速度，Lc为实际工件清洗面的总长度；α为清洁度权重系数，P为实际工件清洗面未清洁到位点数的操作平均功率。
7.根据权利要求6所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：实际工件清洗面存在未清洁到位的点数时，管理端在针对一个新的待加工工件方案的基础上，通过存在点数的位置对应修改提高清洗该位置的功率P或降低清洗速度再或同时提高清洗该位置的功率P和降低清洗速度；更新并形成新的清洗加工方案。
8.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的激光清洗机器人控制方法，其特征在于：在步骤四中，工作派发方法为：
获取现有清洗加工方案；
根据现有清洗加工方案选定工作位置特征项下的激光清洗机器人进行操作执行；
并将清洗加工方案传输到激光清洗机器人操作端，由激光清洗机器人完成工件的清洗加工。
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