一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法与流程

1.本发明涉及焊接激光修正技术领域，具体为一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法。


背景技术：

2.随着我国工业自动化水平的提高，工业机器人得到越来越多的使用，在焊接生产前，需要工人根据焊缝的具体工况，手动控制机器人拖动焊枪按照实际焊缝轨迹、焊接顺序等进行预示教，保存焊缝轨迹上示教点位置信息，在工业焊接生产中，焊接环境不可能是一成不变的，比如批量生产时，待焊工件每次装夹时引入的工装误差，会导致焊缝位置发生偏移，从而影响焊接质量，为满足机器人焊接生产的高精度、高效率要求，基于各类传感器的焊缝跟踪模块成为机器人焊接系统的关键组成部分。
3.对于一些大圆筒工件的焊接，为满足工业自动化的需求，越来越多的生产线选择激光视觉焊缝跟踪系统，对于一些大圆筒焊缝，应用焊缝跟踪系统的焊缝跟踪功能，搜寻特征点，实时对tcp位置进行修正，提高了焊接合格率，当外部轴为非机器人的本体外部轴时，机器人控制系统无法得到外部轴的实时数据，此时传统的激光视觉焊缝跟踪系统的跟踪功能无法使用，传统的激光视觉焊缝跟踪系统存在试教点较多，需要机器人控制本体外部轴每旋转一定角度示教一个位置，无法得到非本体外部轴数据，无法正确修正偏差，无法使用机器人自带的焊缝跟踪功能。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法，解决了传统的激光视觉焊缝跟踪系统存在试教点较多，需要机器人控制本体外部轴每旋转一定角度示教一个位置，无法得到非本体外部轴数据，无法正确修正偏差，无法使用机器人自带焊缝跟踪功能的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法，具体包括以下步骤：
8.s1、开始焊接之前，打开电源，系统开始工作，程序开始运行，通过传感器的寻位功能调整机器人末端的焊枪位置，使机器人末端的焊枪尖端奔至现在的起弧点a1；
9.s2、传感器内部的激光器以预定的角度将激光条纹投影到传感器下部的工作表面，接着ccd直接观察在传感器下部的条纹，利用系统的存储器记录当前起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2；
10.s3、在对起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2记录成功后，传感器向非机器人本体外部轴发送启动信号；
11.s4、在固定架上的旋转轴带动工件进行旋转的过程中，通过激光线实时位置与上
一个位置做比较，对机器人的位置进行实时补偿；
12.s5、外部设备通过外部轴旋转的角度判断对工件的焊接是否完成；
13.s6、在外部轴旋转到达设定的角度后，结束工件焊接，外部设备给机器人发出到位信号；
14.s7、机器人停止跟踪并返回安全点。
15.优选的，所述步骤s1中，传感器采用激光视觉传感器，并且激光视觉传感器由ccd和激光器组成。
16.优选的，所述步骤s2中，通过在系统中建立工件坐标系，并在此工件坐标系的基础上试教切割焊接轨迹，在获取起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2后，两个位置的坐标数据发送至存储器中进行保存。
17.优选的，所述步骤s3中，激光视觉传感器与非机器人本体外部轴的内部通过数据线进行连接，并且在激光视觉传感器完成对起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2数据获取后，向非机器人本体外部轴内部发送启动信号。
18.优选的，所述步骤s4中，通过给外部设备的信号使得旋转轴带动工件旋转，通过激光视觉检测激光线位置的变化实时修正机器人焊枪位置。
19.优选的，所述步骤s5中，在外部设备上设置有显示器，通过显示器对外部轴的转动角度进行实时显示，并且可以通过外部设备可以对外部轴的转动角度进行设定。
20.优选的，所述步骤s6中，外部设备与机器人的内部均通过数据传输模块进行信号传输，在外部轴旋转到设定的角度后，数据传输模块实现外部设备与机器人之间的到位信号传输。
21.优选的，当工件切换时，通过执行s1-s7步骤，机器人能准确找到正确轨迹完成焊接。
22.(三)有益效果
23.本发明提供了一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
24.该机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法，通过s1、开始焊接之前，打开电源，系统开始工作，程序开始运行，通过传感器的寻位功能调整机器人末端的焊枪位置，使机器人末端的焊枪尖端奔至现在的起弧点a1；s2、传感器内部的激光器以预定的角度将激光条纹投影到传感器下部的工作表面，接着ccd直接观察在传感器下部的条纹，利用系统的存储器记录当前起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2；s3、在对起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2记录成功后，传感器向非机器人本体外部轴发送启动信号；s4、在固定架上的旋转轴带动工件进行旋转的过程中，通过激光线实时位置与上一个位置做比较，对机器人的位置进行实时补偿；s5、外部设备通过外部轴旋转的角度判断对工件的焊接是否完成；s6、在外部轴旋转到达设定的角度后，结束工件焊接，外部设备给机器人发出到位信号；s7、机器人停止跟踪并返回安全点，利用传感器中的寻位功能寻找起弧点，使机器人末端的焊枪尖奔向起弧点，相比较传统的激光视觉焊缝跟踪系统，本激光视觉焊缝跟踪系统可以记录起弧点机器人位置和此时的激光位置，并且可以在记录成功后向非机器人本体外部轴发送启动信号，旋转轴带动工件旋转过程中通过激光线实时位置与上一个位置做比较，对机器人位置进行补偿，实现焊枪对焊缝位置的自动跟踪，本激光视觉焊缝跟
踪系统具有编程量小，易于理解，只需示教寻位点的优点。
附图说明
25.图1为本发明激光视觉修正结构的示意图。
具体实施方式
26.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，所描述的实施例仅仅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做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。
27.请参阅图1，本发明实施例提供一种技术方案：一种机器人非本体外部轴焊接的激光视觉跟踪修正方法，具体包括以下步骤：
28.s1、开始焊接之前，打开电源，系统开始工作，程序开始运行，通过传感器的寻位功能调整机器人末端的焊枪位置，使机器人末端的焊枪尖端奔至现在的起弧点a1；
29.s2、传感器内部的激光器以预定的角度将激光条纹投影到传感器下部的工作表面，接着ccd直接观察在传感器下部的条纹，利用系统的存储器记录当前起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2；
30.s3、在对起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2记录成功后，传感器向非机器人本体外部轴发送启动信号；
31.s4、在固定架上的旋转轴带动工件进行旋转的过程中，通过激光线实时位置与上一个位置做比较，对机器人的位置进行实时补偿；
32.s5、外部设备通过外部轴旋转的角度判断对工件的焊接是否完成；
33.s6、在外部轴旋转到达设定的角度后，结束工件焊接，外部设备给机器人发出到位信号；
34.s7、机器人停止跟踪并返回安全点。
35.本发明中，步骤s1中，传感器采用激光视觉传感器，并且激光视觉传感器由ccd和激光器组成。
36.本发明中，步骤s2中，通过在系统中建立工件坐标系，并在此工件坐标系的基础上试教切割焊接轨迹，在获取起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2后，两个位置的坐标数据发送至存储器中进行保存。
37.本发明中，步骤s3中，激光视觉传感器与非机器人本体外部轴的内部通过数据线进行连接，并且在激光视觉传感器完成对起弧点机器人的位置a1和此时激光线的位置a2数据获取后，向非机器人本体外部轴内部发送启动信号。
38.本发明中，步骤s4中，通过给外部设备的信号使得旋转轴带动工件旋转，通过激光视觉检测激光线位置的变化实时修正机器人焊枪位置。
39.本发明中，步骤s5中，在外部设备上设置有显示器，通过显示器对外部轴的转动角度进行实时显示，并且可以通过外部设备可以对外部轴的转动角度进行设定。
40.本发明中，步骤s6中，外部设备与机器人的内部均通过数据传输模块进行信号传输，在外部轴旋转到设定的角度后，数据传输模块实现外部设备与机器人之间的到位信号
传输。
41.本发明中，当工件切换时，通过执行s1-s7步骤，机器人能准确找到正确轨迹完成焊接。
42.同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
43.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。