[发明专利]焊缝磨抛机器人控制系统及其方法

权利要求书

1.一种焊缝磨抛机器人控制系统，其特征在于：包括嵌入式控制核心模块、电源模块、图像采集模块、机器人控制柜、显示模块，所述电源模块的输出端分别与图像采集模块、嵌入式控制核心模块连接，图像采集模块的输出端与嵌入式控制核心模块的输入端连接，嵌入式控制核心模块的输出端分别与显示模块、机器人控制柜的输入端连接, 机器人控制柜的输出端与机器人手臂连接。

2.根据权利要求1所述的焊缝磨抛机器人控制系统，其特征在于：所述的嵌入式控制核心模块采用嵌入式ARM处理器S5PV210作为控制核心。

3.根据权利要求1所述的焊缝磨抛机器人控制系统，其特征在于：所述的图像采集模块包括CCD摄像头，用于实时采集金属构件焊缝的焊缝图像信息数据，并传输给嵌入式控制核心模块。

4.根据权利要求3所述的焊缝磨抛机器人控制系统，其特征在于：所述的CCD摄像头采用帧频为20～40fps。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的焊缝磨抛机器人控制系统，其特征在于：所述的显示模块采用彩色LCD屏幕结合触摸电容屏作为信息显示部件；所述的电源模块采用开关电源变压方式。

6.一种焊缝磨抛机器人控制方法，其特征在于：该方法是通过图像采集模块对金属构件的焊缝进行实时采集，并将采集到的焊缝图像信息数据传输至嵌入式控制核心模块，嵌入式控制核心模块对该焊缝图像信息数据进行识别和处理，最后将焊缝磨抛坐标位置数据输出至机器人控制柜，由机器人控制柜驱动机器人手臂进行磨抛作业。

7.根据权利要求6所述的焊缝磨抛机器人控制方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1.初始化CCD摄像头：系统上电，初始化图像采集模块的CCD摄像头；

S2.读取摄像头图像信息：嵌入式控制核心模块开始读取CCD摄像头的焊缝图像信息；

S3.中值滤波处理：对包含有大量干扰噪声的原始焊缝图像信息进行中值滤波处理；

S4.边缘锐化：对焊缝图像信息进行图像边缘锐化处理；

S5.二值化处理：对焊缝图像进行自适应二值化处理；

S6.canny边缘检测：采用canny边缘检测识别焊缝的边缘图像信息；

S7.焊缝中心位置识别：由上往下逐行扫描焊缝边缘亮度图像信息，将两侧边缘图像坐标进行平均作为焊缝中心；

S8.驱动机器人手臂磨抛：嵌入式控制核心模块将识别的焊缝磨抛坐标位置数据输出至机器人控制柜，由机器人控制柜驱动机器人手臂进行磨抛作业。

8.根据权利要求7所述的焊缝磨抛机器人控制方法，其特征在于：在步骤S3中，中值滤波处理的具体内容是将焊缝图像像素的灰度使用5*5区域相邻的灰度值按小到大排列取中间值为该点的像素值，以消除孤立的图像噪声点，同时保持图像边缘特性。

9.根据权利要求7所述的焊缝磨抛机器人控制方法，其特征在于：在步骤S5中，自适应二值化处理的具体实现方法为：

设磨抛图像在像素点（x,y）处的像素点灰度值为f(x,y),以像素点(x,y)为中心的5x5像素为像素窗口，将像素窗口内的像素值作排列取最大值max f(x+s,y+t)和最小值min f(x+s,y+t)的平均值乘以0.9系数,加上0.1系数乘以方差D(x,y),其中Q(x,y)为该像素点的自适应二值化计算阈值；s，t的范围为；

。

10.根据权利要求7所述的焊缝磨抛机器人控制方法，其特征在于：在步骤S8中，驱动机器人手臂磨抛的具体步骤是：

S81.设置焊缝磨抛区域：通过在触摸电容屏上设置焊缝磨抛区域；

S82.输出焊缝磨抛坐标位置数据：嵌入式控制核心模块将识别的焊缝磨抛坐标位置数据输出至机器人控制柜；

S83.驱动机器人手臂进行磨抛作业：机器人控制柜利用接收到的焊缝磨抛坐标位置数据驱动机器人手臂进行磨抛作业；

S84.完成设定区域焊缝磨抛；

S85.声光报警提醒任务完成。