[发明专利]焊缝磨抛机器人控制系统及其方法

说明书

一种焊缝磨抛机器人控制系统及其方法，涉及一种机器人控制系统及其方法，系统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，图像采集模块与嵌入式控制核心模块连接，嵌入式控制核心模块分别与显示模块、机器人控制柜连接,机器人控制柜与机器人手臂连接。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，以便驱动机器人手臂进行磨抛作业。本发明可取代人工方式进行磨抛作业，具有适用范围广、处理速度快、识别准确、功耗低等特点，易于推广使用。

技术领域

本发明涉及一种机器人控制系统及其方法，特别是一种焊缝磨抛机器人控制系统及其方法。

背景技术

随着现代工业制造技术的发展，大量金属构件焊接完成后的焊缝需要后期的磨抛处理去除多余的金属附带。现在许多企业对焊缝处理都是采用传统的人力手工磨抛完成，手工磨抛工作强度大，工作效率低，而且工人工作环境恶劣，长时间工作对工人的身体健康造成影响，而且由于采用手工磨抛方式熟练工人跟非熟练工人效果不一致，磨抛精度难以保证。也有一些大型企业采用数控磨抛机床对焊缝进行磨抛作业，但该方式也有一定的应用局限性，对于结构件形状复杂或体型较大的结构件就难以进行磨抛处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种焊缝磨抛机器人控制系统及其方法，以便取代人工方式进行磨抛作业，同时克服采用数控磨抛存在的难以对形状复杂或体型较大的结构件进行磨抛处理的不足之处。

解决上述技术问题的技术方案是：一种焊缝磨抛机器人控制系统，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。

本发明的进一步技术方案是：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。

本发明的进一步技术方案是：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。

本发明的再进一步技术方案是：所述的CCD摄像头采用帧频为20～40fps。

本发明的再进一步技术方案是：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。

本发明的另一技术方案是：一种焊缝磨抛机器人控制方法，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。

本发明的进一步技术方案是：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；