[发明专利]一种基于视觉定位的机器人焊接系统及焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于自动化焊接领域，具体的涉及一种基于视觉定位的机器人焊接系统及焊接方法。

背景技术

铝卷在热处理后需要进行时效处理，时效处理需要将铝卷的卷头和卷尾进行焊接，如果有必要，还需要增加其他一些位置进行焊接，以使铝卷形状得到固定。

参考图1，通常将铝卷1内圈的头部称为卷头3，外圈的头部称为卷尾2。铝卷1理论上是圆环柱体，其侧面为圆环形。为了确保铝卷1的形状能够有效固定，通常单纯的焊接卷头3和卷尾2是不够的，一般还会增加其他焊点，一般这些其他焊点是位于经过卷头3和/或卷尾2与圆心4的直线与内圈和外圈的交点。

经过卷头3与圆心4的直线与外圈有两个交点，即卷头对称焊点31和卷头对称焊点33；除卷头3本身外，该直线与内圈还有一个交点，即卷头对称焊点32。同样的，经过卷尾2与圆心4的直线与内圈有两个交点，即卷尾对称焊点21和卷尾对称焊点22；除卷尾2本身外，该直线与外圈还有一个交点，即卷尾对称焊点23。

一般铝卷1一个侧面上的焊点数量在8个，即卷尾2、卷尾对称焊点21、卷尾对称焊点22和卷尾对称焊点23、卷头3、卷头对称焊点31、卷头对称焊点32和卷头对称焊点33，也可以根据具体情况进行适当增加或者减少。

在现有技术中，焊点的寻找，要么通过人工进行，要么通过传统的视觉识别方案进行。但是，人工主要依靠经验进行焊点寻找，其精确性得不到控制，此外也不适应自动化工厂的需求。

传统的视觉识别方案往往通过一次成像技术来识别铝卷的轮廓以及图像细节信息，这种方法在小尺寸的铝卷以及精度要求不高的情况下具有快速高效的特点，但是对于大尺寸的铝卷，例如铝卷外圈直径为2.6m时,一次成像技术要求摄像机具有大广角，或者远离铝卷进行拍摄，但是这样会丢失铝卷的细节信息，比如铝卷卷头和卷尾的翘曲，铝板的不规则切边等，导致焊点寻找失败和焊接失败。

综上所述，现有技术中，铝卷的焊点定位较难且不精确，焊接操作无法自动化进行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中铝卷的焊点定位较难且不精确，焊接操作无法自动化进行。

为实现上述目的，本发明提供一种基于视觉定位的机器人焊接系统，包括：

中央控制模块，中央控制模块可进行数据处理和指令发布；

图像采集模块，图像采集模块与中央控制模块连接，图像采集模块将采集到的图像信息发送至中央控制模块以进行数据分析，图像采集模块接收并执行中央控制模块的指令；

焊接模块，焊接模块与中央控制模块连接，焊接模块接收并执行中央控制模块的指令。

进一步，图像采集模块包括：

摄像装置；

机器人，所述机器人包括一机械臂，所述摄像装置安装于所述机械臂上。

进一步，摄像装置包括：

相机、镜头、光源和图像处理卡。

进一步，焊接模块安装于所述机械臂上。

进一步，机器人为6自由度机器人。

进一步，还包括：

物料传输模块，物料传输模块与所述中央控制模块连接，物料传输模块接收并执行中央控制模块的指令，并将物料传输模块的位置信息发送至中央控制系统。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本发明提供的焊接系统应用于铝卷焊接时，可以精确定位焊点，并实现焊点定位和焊接操作自动化，可以有效提高焊接效率和焊接精度。

本发明提供还一种基于视觉定位的机器人焊接方法，包括：

(1)提供待焊接卷状物料和上述的焊接系统；

(2)图像采集模块采集卷状物料第一侧面的图像信息，并通过中央控制模块确定卷状物料的卷头和卷尾坐标；

(3)焊接模块对第一侧面的卷头和卷尾进行焊接。

进一步，步骤1与步骤2之间还包括：

将卷状物料置于物料传输模块上，物料传输模块带动卷状物料移动至第一位置，并将该第一位置坐标发送至中央控制模块。

进一步，步骤3之后还包括：

物料传输模块带动卷状物料移动至第二位置，第二位置不同于第一位置，并将第二位置发送至中央控制模块；

重复步骤1-3以焊接卷状物料第二侧面的卷头和卷尾。

进一步，步骤2包括：

图像采集模块采集卷状物料第一侧面图像信息，并将该信息发送至中央控制模块以确定卷状物料的圆心坐标、外圈和内圈的边界轨迹；

图像采集模块沿卷状物料内圈边界轨迹运动并采集图像信息，将该图像信息发送至中央控制模块以修正内圈的边界轨迹，并确定卷头的坐标；