[发明专利]一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法

说明书

本发明公开了一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法。本发明修正了膜式壁装夹产生的位置偏差，修正膜式壁加工过程中热变形而产生的偏差，修正膜式壁钢管与扁钢连接位置与尺寸误差，识别膜式壁每一根钢管、扁钢的尺寸和位置信息。通过视觉采集图像信息来识别出钢管和扁钢形状特征和位置信息，为后续自动化规划堆焊路径，制定焊接工艺参数提供数据支持。可以通过机器视觉识别膜式壁特征信息和位置参数，修正由于变形导致的焊缝位置不正确产生的缺陷，降低人为因素，提高生成质量和效率。

技术领域

本发明涉及工业设备技术领域，尤其涉及一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法。

背景技术

膜式水冷壁在工业锅炉中应用广泛，相比普通水冷壁，如附图1所示，在水冷壁上堆焊一层耐磨耐腐蚀层，膜式壁可以提高锅炉设备运行的稳定性和安全性。

堆焊耐磨防蚀层是比较常用的一种膜式壁生产方法，通常膜式壁宽度为2-3米，高度8-12米，目前该方法生产膜式壁主要依赖人工或半自动化焊接装置，生产过程中人工不断调整焊枪位置和角度，设置焊机工艺参数，整体过程人工干预较多，堆焊质量不易控制，生产效率很难提高。

膜式壁自动化堆焊生成的难点在于：

1.膜式壁装夹精度不易控制。

2.膜式壁生成过程中有较大变形，实际管板位置与理论模型有差异，会导致离线编程路径每次都需要人工调整。

3.膜式壁堆焊时不同位置需要适配不同的焊枪姿态和焊接参数。

4.堆焊后质量检测需要人工干预，以便焊后进行修补工作。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法，可以通过机器视觉识别膜式壁特征信息和位置参数，修正由于变形导致的焊缝位置不正确产生的缺陷，降低人为因素，提高生成质量和效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种膜式水冷壁自动化制备过程中特征识别方法，包括以下步骤：

步骤1、使用机器人新建一个工件坐标系，记作Wobj1，从左到右钢管分别记作P1，P2…Pn，坐标系Y正方向为延膜式壁钢管轴线向上方向，坐标系X方向为延膜式壁表面水平向右方向；

步骤2、生成膜式壁拍摄点路径，控制机器人抓取3D相机，升降台从下往上运动，机器人运动到指定拍摄点C1、C2、C3…Cm后，设备静止后进行拍摄，软件记录拍摄点坐标和拍摄点云信息；

步骤3、经过步骤2，完成P1，P2管区域的所有点云信息采集；

步骤4、计算分析出每张照片中膜式壁管-板尺寸和位置信息；

步骤5、根据识别出的模型参数，对每张照片中的工件进行焊缝路径规划，计算出该路径下的焊枪姿态和工艺参数，最后将路径从上到下进行拼接处理，生成若干条完整的从上到下的堆焊路径；

步骤6、将路径和工艺参数转换为机器人控制代码，控制机器人完成膜式壁P1区域的堆焊工作；

步骤7、将拍摄区域X方向右平移1根管的间距，重复步骤2到步骤5，拍摄出P1和P2区域，对P1已经堆焊区域进行焊缝表面特征识别，找出异常区域；

步骤8、重复步骤2到步骤7，即可完成P2，P3…Pn所有区域的堆焊生成工作。

优选的，所述步骤1的坐标系原点距离膜式壁下方边100mm，位于膜式壁最左侧两根钢管之间。

优选的，所述步骤4具体为：

步骤41、对相机拍摄的点云进行降采处理和滤波操作；

步骤42、完成降采滤波后，进行离群点剔除处理；