一種基于3D線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法與流程
一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法
技術(shù)領(lǐng)域
1.本發(fā)明涉及機(jī)械自動化領(lǐng)域，具體涉及一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法。
背景技術(shù)：
2.近年來，隨著工藝裝備保證能力提升，激光焊工藝在車身領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。激光釬焊具有外成形美觀、焊接效率高、焊縫均勻、焊接強(qiáng)度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前激光釬焊工藝已被廣泛應(yīng)用于汽車車頂與側(cè)圍之間的連接。激光釬焊時(shí)，由于釬料填入車頂與側(cè)圍的接合處，無需在焊后增加飾條，因此需要針對焊道進(jìn)行拋光打磨以提升美觀性。目前主要采用機(jī)器人攜帶打磨頭進(jìn)行固定軌跡打磨。由于打磨軌跡固定，針對不同車身尺寸偏差帶來的焊道位置偏差無法進(jìn)行打磨軌跡識別、調(diào)整，因此會造成打磨效果的不良，影響焊道外觀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
3.本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，構(gòu)思了一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，基于線激光的三維視覺機(jī)器人自適應(yīng)打磨，改變了基于固定路徑的打磨方式，解決了不同車身尺寸偏差帶來的焊道位置偏差無法進(jìn)行打磨軌跡識別問題。
4.實(shí)現(xiàn)本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，其特征是，由上位機(jī)5通過工業(yè)機(jī)器人1，分別控制安裝在工業(yè)機(jī)器人1六軸末端的3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3，基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨過程包括以下步驟：
5.1)工業(yè)機(jī)器人1使用三點(diǎn)法，建立3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3空間坐標(biāo)系，將相機(jī)坐標(biāo)系以及點(diǎn)云空間坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定，將兩坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，坐標(biāo)軸方向設(shè)置一致，則兩坐標(biāo)系中同一點(diǎn)的坐標(biāo)值相等，建立了坐標(biāo)系對等關(guān)系，對所述的3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3的空間位置進(jìn)行標(biāo)定；
6.2)上位機(jī)5指令工業(yè)機(jī)器人1，攜帶3d線激光相機(jī)2到達(dá)車頂釬焊工件4的焊道掃描指定起始位置，工業(yè)機(jī)器人1向上位機(jī)5發(fā)送允許掃描指令；
7.3)所述上位機(jī)5指令3d線激光相機(jī)2采集車頂釬焊工件4焊道的3d點(diǎn)云，以固定軌跡掃描采集焊道圖像信息，保證圖像采集點(diǎn)與釬焊焊接軌跡調(diào)試位置點(diǎn)一致，采集密度為100mm/點(diǎn)，并將掃描得到的圖像信息發(fā)送至上位機(jī)5；
8.4)所述上位機(jī)5接收3d線激光相機(jī)2采集車頂釬焊工件4焊道的3d點(diǎn)云，并進(jìn)行算法處理，確定出待打磨焊道的形狀及輪廓，根據(jù)焊道的形狀和輪廓進(jìn)行擬合生成打磨路徑，并將打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人1；
9.5)所述的工業(yè)機(jī)器人1接收打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)并解析；
10.6)所述的工業(yè)機(jī)器人1根據(jù)打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)，攜帶力控浮動打磨裝置3對車頂釬焊工件4的焊道進(jìn)行打磨。
11.進(jìn)一步，在所述步驟4)中，所述上位機(jī)5接收3d線激光相機(jī)2采集車頂釬焊工件4焊道的3d點(diǎn)云，并進(jìn)行算法處理包括：對所述3d點(diǎn)云進(jìn)行異常值消除預(yù)處理；對預(yù)處理后的圖像使用bolb算子進(jìn)行焊道提取；對提取得到焊道圖像進(jìn)行切割處理；根據(jù)每個(gè)切割塊求出中心點(diǎn)坐標(biāo)并將所有中心點(diǎn)坐標(biāo)連接擬合出打磨路徑。
12.進(jìn)一步，在所述步驟6)中，工業(yè)機(jī)器人1攜帶力控浮動打磨裝置3，依次經(jīng)過打磨路徑特征點(diǎn)直至路徑終點(diǎn)，通過信號線控制力控浮動打磨裝置3停止，焊道打磨完成后，所述工業(yè)機(jī)器人1通過信號線控制力控浮動打磨裝置3停止，并將打磨完成的信息反饋給上位機(jī)5。
13.進(jìn)一步，所述的3d線激光相機(jī)2通過網(wǎng)口與上位機(jī)5進(jìn)行通訊。
14.本發(fā)明一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法有益效果體現(xiàn)在：
15.一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于線激光的三維視覺機(jī)器人自適應(yīng)打磨，改變了基于固定路徑的打磨方式，從而避免因?yàn)楹傅牢恢闷顜淼暮傅来蚰ゲ涣紗栴}，提升了打磨質(zhì)量，同時(shí)降低了車頂釬焊人工返修工時(shí)。
附圖說明
16.圖1是一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法采用裝備的示意圖；
17.圖2是一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法的工作原理圖；
18.圖3是一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法的工藝流程圖；
19.圖中：1.工業(yè)機(jī)器人，2.3d線激光相機(jī)，3.力控浮動打磨裝置，4.車頂釬焊工件，5.上位機(jī)。
具體實(shí)施方式
20.以下結(jié)合附圖1-3和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
21.如附圖1所示，一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法采用裝備，包括：工業(yè)機(jī)器人1、3d線激光相機(jī)2、力控浮動打磨裝置3和上位機(jī)5，在所述工業(yè)機(jī)器人1六軸末端安裝3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3，所述的工業(yè)機(jī)器人1與上位機(jī)通過5tcp通訊連接，所述的3d線激光相機(jī)2通過網(wǎng)口與上位機(jī)5進(jìn)行通訊。
22.如附圖2-3所示，一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，
23.工業(yè)機(jī)器人1使用三點(diǎn)法，建立3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3空間坐標(biāo)系，對所述的3d線激光相機(jī)2和力控浮動打磨裝置3的空間位置進(jìn)行標(biāo)定，通過掃描標(biāo)準(zhǔn)件，同時(shí)建立相機(jī)坐標(biāo)系以及點(diǎn)云空間坐標(biāo)系，將兩者坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定，將兩坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，坐標(biāo)軸方向設(shè)置一致，則兩坐標(biāo)系中同一點(diǎn)的坐標(biāo)值相等，即建立了坐標(biāo)系對等關(guān)系；
24.所述3d線激光相機(jī)2，3d線激光相機(jī)2通過向?qū)傅辣砻嫱渡湟粭l線激光，得到其反射信息從而計(jì)算出被測焊道輪廓信息，也即點(diǎn)云圖形，用于以固定軌跡掃描采集焊道圖像信息，并將掃描得到的所述圖像信息發(fā)送至上位機(jī)5；
25.所述力控浮動打磨裝置3，通過外接氣壓方式維持其下壓力的恒定，從而保證打磨力度恒定，通過氣動打磨加裝打磨片方式，以打磨片邊緣對焊道4進(jìn)行打磨拋光處理，其
打磨片可以更換；
26.所述上位機(jī)5用于對掃描得到圖像進(jìn)行處理，將焊道點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合為路徑坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人1，同時(shí)向工業(yè)機(jī)器人1發(fā)送啟停指令，向3d線激光相機(jī)2發(fā)送掃描指令，向力控浮動打磨裝置3發(fā)送壓力參數(shù)。
27.在實(shí)際使用過程中，待打磨焊道車頂4來料放置于帶打磨區(qū)域，工業(yè)機(jī)器人1在接收上位機(jī)5發(fā)送啟動指令后，攜帶3d線激光相機(jī)2，沿固定軌跡掃描待打磨焊道4，并將采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)5進(jìn)行處理。
28.具體的，上位機(jī)5發(fā)送啟動指令，工業(yè)機(jī)器人1攜帶相機(jī)到達(dá)預(yù)先示教掃描起點(diǎn)位置等待，同時(shí)工業(yè)機(jī)器人1向上位機(jī)反饋到達(dá)位置信息，上位機(jī)5此時(shí)向相機(jī)發(fā)送開始掃描指令，同時(shí)向工業(yè)機(jī)器人1發(fā)送繼續(xù)前進(jìn)指令。此時(shí)工業(yè)機(jī)器人1攜帶已經(jīng)開始掃描的3d線激光相機(jī)2對焊道進(jìn)行掃描。
29.所述的工業(yè)機(jī)器人1攜帶掃描中3d線激光相機(jī)2前進(jìn)至掃面軌跡終點(diǎn)，此時(shí)工業(yè)機(jī)器人1向上位機(jī)5發(fā)送掃描結(jié)束指令。3d線激光相機(jī)2在掃描時(shí)長達(dá)到預(yù)設(shè)值后,自動停止掃描,3d線激光相機(jī)2由上位機(jī)5配置掃描速度以及掃描時(shí)間。
30.所述的3d線激光相機(jī)2向上位機(jī)5發(fā)送掃描得到的焊道點(diǎn)云數(shù)據(jù)，上位機(jī)5接收數(shù)據(jù)后按既定程序?qū)c(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到一系列路徑坐標(biāo)值，并將坐標(biāo)值發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人1接收。
31.所述對所述3d點(diǎn)云進(jìn)行算法處理，包括：對所述3d點(diǎn)云進(jìn)行異常值消除預(yù)處理；對預(yù)處理后的圖像使用bolb算子進(jìn)行焊道提取；對提取得到焊道圖像進(jìn)行切割處理；根據(jù)每個(gè)切割塊求出中心點(diǎn)坐標(biāo)并將所有中心點(diǎn)坐標(biāo)連接擬合出打磨路徑。
32.上位機(jī)5將打磨路徑上各點(diǎn)坐標(biāo)值發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人1進(jìn)行解析,工業(yè)機(jī)器人1自動生成對應(yīng)軌跡并攜帶所述力控浮動打磨裝置3進(jìn)行打磨。
33.工業(yè)機(jī)器人1前進(jìn)至所述打磨路徑起點(diǎn)，通過信號線控制所述力控浮動打磨裝置3啟動，依次經(jīng)過所述打磨路徑特征點(diǎn)直至路徑終點(diǎn)，通過信號線控制所述力控浮動打磨裝置3停止，完成焊道打磨；
34.以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
技術(shù)特征：
1.一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，其特征是，由上位機(jī)(5)通過工業(yè)機(jī)器人(1)，分別控制安裝在工業(yè)機(jī)器人(1)六軸末端的3d線激光相機(jī)(2)和力控浮動打磨裝置(3)，基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨過程包括以下步驟：1)工業(yè)機(jī)器人(1)使用三點(diǎn)法，建立3d線激光相機(jī)(2)和力控浮動打磨裝置(3)空間坐標(biāo)系，將相機(jī)坐標(biāo)系以及點(diǎn)云空間坐標(biāo)系進(jìn)行標(biāo)定，將兩坐標(biāo)系原點(diǎn)重合，坐標(biāo)軸方向設(shè)置一致，則兩坐標(biāo)系中同一點(diǎn)的坐標(biāo)值相等，建立了坐標(biāo)系對等關(guān)系，對所述的3d線激光相機(jī)(2)和力控浮動打磨裝置(3)的空間位置進(jìn)行標(biāo)定；2)上位機(jī)(5)指令工業(yè)機(jī)器人(1)，攜帶3d線激光相機(jī)(2)到達(dá)車頂釬焊工件(4)的焊道掃描指定起始位置，工業(yè)機(jī)器人(1)向上位機(jī)(5)發(fā)送允許掃描指令；3)所述上位機(jī)(5)指令3d線激光相機(jī)(2)采集車頂釬焊工件(4)焊道的3d點(diǎn)云，以固定軌跡掃描采集焊道圖像信息，保證圖像采集點(diǎn)與釬焊焊接軌跡調(diào)試位置點(diǎn)一致，采集密度為100mm/點(diǎn)，并將掃描得到的圖像信息發(fā)送至上位機(jī)(5)；4)所述上位機(jī)(5)接收3d線激光相機(jī)(2)采集車頂釬焊工件(4)焊道的3d點(diǎn)云，并進(jìn)行算法處理，確定出待打磨焊道的形狀及輪廓，根據(jù)焊道的形狀和輪廓進(jìn)行擬合生成打磨路徑，并將打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人(1)；5)所述的工業(yè)機(jī)器人(1)接收打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)并解析；6)所述的工業(yè)機(jī)器人(1)根據(jù)打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)，攜帶力控浮動打磨裝置(3)對車頂釬焊工件(4)的焊道進(jìn)行打磨。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，其特征是，在所述步驟4)中，所述上位機(jī)(5)接收3d線激光相機(jī)(2)采集車頂釬焊工件(4)焊道的3d點(diǎn)云，并進(jìn)行算法處理包括：對所述3d點(diǎn)云進(jìn)行異常值消除預(yù)處理；對預(yù)處理后的圖像使用bolb算子進(jìn)行焊道提??；對提取得到焊道圖像進(jìn)行切割處理；根據(jù)每個(gè)切割塊求出中心點(diǎn)坐標(biāo)并將所有中心點(diǎn)坐標(biāo)連接擬合出打磨路徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，其特征是，在所述步驟6)中，工業(yè)機(jī)器人(1)攜帶力控浮動打磨裝置(3)，依次經(jīng)過打磨路徑特征點(diǎn)直至路徑終點(diǎn)，通過信號線控制力控浮動打磨裝置(3)停止，焊道打磨完成后，所述工業(yè)機(jī)器人(1)通過信號線控制力控浮動打磨裝置(3)停止，并將打磨完成的信息反饋給上位機(jī)(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于3d線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，其特征是，所述的3d線激光相機(jī)(2)通過網(wǎng)口與上位機(jī)(5)進(jìn)行通訊。
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于3D線激光視覺引導(dǎo)的頂蓋釬焊自適應(yīng)打磨方法，工業(yè)機(jī)器人使用三點(diǎn)法，建立3D線激光相機(jī)和力控浮動打磨裝置空間坐標(biāo)系，3D線激光相機(jī)采集車頂釬焊工件焊道的3D點(diǎn)云，上位機(jī)確定出待打磨焊道的形狀及輪廓，并將打磨路徑特征點(diǎn)坐標(biāo)發(fā)送至工業(yè)機(jī)器人，工業(yè)機(jī)器人攜帶力控浮動打磨裝置對焊道進(jìn)行打磨，改變了基于固定路徑的打磨方式，避免焊道位置偏差帶來的焊道打磨不良問題，提升了打磨質(zhì)量。打磨質(zhì)量。打磨質(zhì)量。
