一种焊接机器人控制方法

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体为一种焊接机器人控制方法。

背景技术

车零件总成是由众多的、大大小小的零件组装在一起，每个零件有总成的排布次序，分步地把相应零件组装在一起，零件总成的焊接绝大多数是由焊接机器人完成，在工作时焊接机器人首先移动到零件的焊点位，然后焊枪接通电流完成焊接，接下来焊接机器人会继续移动到下一个焊点位，焊枪再通电流焊接进行焊接。

目前焊接机器人一般都是工人手工控制，工作效率不高，智能化程度较低。

综上所述，本发明提供一种焊接机器人控制方法来改善这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接机器人控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种焊接机器人控制方法，包括以下步骤：

S1，使用标记笔在工件上沿需要焊接的位置处进行标记，画出焊缝位置，使用COD相机对工件进行拍摄，并将图像输入控制系统内；

S2，控制系统对图像数据的每个像素，由各谱段的灰度值计算出辐亮度值，并进行归一化构成一条光谱曲线；

S3，控制系统根据处理得到的焊缝曲线放入三维坐标系中，并计算出焊缝曲线的各点坐标，控制系统根据焊缝曲线上各点的三维坐标和此时焊枪的姿态进行机器人逆解运算，分别计算出焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度；

S4，控制系统将得到的焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度生成每个焊接点的关节运动指令，按照这些离散点计算出来的顺序生成所有离散点的关节运动指令，将全部的关节运动指令生产焊接机器人的控制程序并输入焊接机器人内部，焊接机器人根据控制程序进行焊接。

作为本发明优选的方案，所述S2的具体操作步骤为：

S11，选取多组定标灰度值D并测量出对应的定标辐亮度值F，采用最小二乘法拟合出辐亮度公式，从而确定参数α、β以及ε，对被测区域的每个像素，将各谱段的灰度值代入辐亮度公式计算辐亮度值；

S12，以最大灰度值Dmax对应的辐亮度值Fmax为基准，将每个像素在各谱段的辐亮度值进行归一化，构成一条光谱曲线；

S13，将S12中所获得光谱曲线，采用Savitzky-Golay滤波器进行平滑处理，在保留较多曲线特征的基础上消除光谱噪声，得到平滑后的光谱曲线。

作为本发明优选的方案，所述S11中辐亮度公式为：D＝αF

作为本发明优选的方案，所述S11中的多组定标灰度值D一般采用5-10组。

作为本发明优选的方案，所述S1中标记笔的颜色亮度与工件自身颜色亮度的比值为5∶1。

作为本发明优选的方案，所述关节运动指令包括焊接机器人各关节驱动装置中交流伺服电机的转角与转速。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，通过使用标记笔在工件上沿需要焊接的位置处进行标记，画出焊缝位置，使用COD相机对工件进行拍摄，并将图像输入控制系统内控制系统对图像数据的每个像素，由各谱段的灰度值计算出辐亮度值，并进行归一化构成一条光谱曲线，控制系统根据处理得到的焊缝曲线放入三维坐标系中，并计算出焊缝曲线的各点坐标，控制系统根据焊缝曲线上各点的三维坐标和此时焊枪的姿态进行机器人逆解运算，分别计算出焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度，控制系统将得到的焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度生成每个焊接点的关节运动指令，按照这些离散点计算出来的顺序生成所有离散点的关节运动指令，将全部的关节运动指令生产焊接机器人的控制程序并输入焊接机器人内部，焊接机器人根据控制程序进行焊接，焊接机器人能够根据产生的控制程序自动进行焊接，不需要工人手工进行控制，智能化程度较高。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明提供一种技术方案：

一种焊接机器人控制方法，包括以下步骤：

S1，使用标记笔在工件上沿需要焊接的位置处进行标记，画出焊缝位置，使用COD相机对工件进行拍摄，并将图像输入控制系统内；

S2，控制系统对图像数据的每个像素，由各谱段的灰度值计算出辐亮度值，并进行归一化构成一条光谱曲线；

S3，控制系统根据处理得到的焊缝曲线放入三维坐标系中，并计算出焊缝曲线的各点坐标，控制系统根据焊缝曲线上各点的三维坐标和此时焊枪的姿态进行机器人逆解运算，分别计算出焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度；

S4，控制系统将得到的焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度生成每个焊接点的关节运动指令，按照这些离散点计算出来的顺序生成所有离散点的关节运动指令，将全部的关节运动指令生产焊接机器人的控制程序并输入焊接机器人内部，焊接机器人根据控制程序进行焊接。

进一步的，所述S2的具体操作步骤为：

S11，选取多组定标灰度值D并测量出对应的定标辐亮度值F，采用最小二乘法拟合出辐亮度公式，从而确定参数α、β以及ε，对被测区域的每个像素，将各谱段的灰度值代入辐亮度公式计算辐亮度值；

S12，以最大灰度值Dmax对应的辐亮度值Fmax为基准，将每个像素在各谱段的辐亮度值进行归一化，构成一条光谱曲线；

S13，将S12中所获得光谱曲线，采用Savitzky-Golay滤波器进行平滑处理，在保留较多曲线特征的基础上消除光谱噪声，得到平滑后的光谱曲线。

进一步的，所述S11中辐亮度公式为：D＝αF

进一步的，所述S11中的多组定标灰度值D一般采用5-10组。

进一步的，所述S1中标记笔的颜色亮度与工件自身颜色亮度的比值为5∶1。

进一步的，所述关节运动指令包括焊接机器人各关节驱动装置中交流伺服电机的转角与转速。

具体实施方式：

使用标记笔在工件上沿需要焊接的位置处进行标记，画出焊缝位置，使用COD相机对工件进行拍摄，并将图像输入控制系统内，选取10组定标灰度值D并测量出对应的定标辐亮度值F，采用最小二乘法拟合出辐亮度公式：D＝αF

控制系统根据处理得到的焊缝曲线放入三维坐标系中，并计算出焊缝曲线的各点坐标，控制系统根据焊缝曲线上各点的三维坐标和此时焊枪的姿态进行机器人逆解运算，分别计算出焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度，控制系统将得到的焊接机器人在焊接各点时其内部每个转动关节的转动角度生成每个焊接点的关节运动指令，关节运动指令包括焊接机器人各关节驱动装置中交流伺服电机的转角与转速，按照这些离散点计算出来的顺序生成所有离散点的关节运动指令，将全部的关节运动指令生产焊接机器人的控制程序并输入焊接机器人内部，焊接机器人根据控制程序进行焊接。

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。