本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種焊縫跟蹤方法，包含以下步驟：數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取來自激光傳感器(1)的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)步驟：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正步驟：根據(jù)焊縫肩點(diǎn)位置信息獲得實(shí)際焊縫信息，通過實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。相應(yīng)地，本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種焊縫跟蹤系統(tǒng)、裝置以及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。本發(fā)明專利技術(shù)通過采集線激光傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)處理后，能夠?qū)σ延械母鶕?jù)理想焊縫形狀生成的焊槍運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)焊縫的跟蹤。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
焊縫跟蹤方法、系統(tǒng)、裝置以及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)
本專利技術(shù)涉及焊接領(lǐng)域、自動(dòng)化領(lǐng)域，具體地，涉及一種焊縫跟蹤方法、系統(tǒng)、裝置以及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
技術(shù)介紹
在現(xiàn)代制造工業(yè)中，焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天和化工等領(lǐng)域。隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)焊件的需求量的擴(kuò)大，人工焊接已無法滿足要求，焊接自動(dòng)化越來越受到人們的關(guān)注。在焊接自動(dòng)化中，焊槍的運(yùn)動(dòng)路徑一般根據(jù)理想的焊縫模型生成，但由于焊件的加工誤差、裝夾誤差以及焊接應(yīng)力等因素，實(shí)際焊縫與理想焊縫存在偏差，故焊縫跟蹤對(duì)提高焊接質(zhì)量起著重要的作用，而如何進(jìn)行焊縫跟蹤成了人們研究的熱點(diǎn)。目前，一般采用機(jī)械、電磁和視覺等傳感器提供焊縫信息，由系統(tǒng)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊槍位置的控制。例如專利文獻(xiàn)CN106984926A公開了“一種焊縫跟蹤系統(tǒng)及焊縫跟蹤方法”，該系統(tǒng)利用面陣相機(jī)采集點(diǎn)狀激光和線狀激光在焊縫及其附近區(qū)域的圖像，并傳入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。但這樣的系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，且受焊接過程中的熱、光等影響較大。此外，這樣的系統(tǒng)測(cè)量的焊縫位置位于熔池前方，且一般距離熔池有一定的距離，測(cè)量的焊縫位置受焊接熱應(yīng)力的影響較小。因此，對(duì)于焊縫跟蹤精度要求不高的焊接應(yīng)用，上述跟蹤系統(tǒng)會(huì)造成控制難度的提高和焊接成本的增加。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本專利技術(shù)的目的是提供一種焊縫跟蹤方法、系統(tǒng)、裝置以及可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。根據(jù)本專利技術(shù)提供的焊縫跟蹤方法，包含以下步驟：數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取來自激光傳感器的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)步驟：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正步驟：根據(jù)焊縫肩點(diǎn)位置信息獲得實(shí)際焊縫信息，通過實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)選地，所述焊縫肩點(diǎn)位置信息包含焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)；所述肩點(diǎn)確認(rèn)步驟包含以下步驟：距離判斷步驟：判斷X向點(diǎn)陣中是否存在前后相鄰的兩點(diǎn)之間距離大于設(shè)定值D，若是，則判定該前后相鄰的兩點(diǎn)分別為焊縫左肩點(diǎn)、焊縫右肩點(diǎn)；若否，則執(zhí)行肩點(diǎn)擬合步驟；所述肩點(diǎn)擬合步驟包含以下步驟：步驟I1.1：在X方向上從左到右以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波；步驟I1.2：以點(diǎn)陣信息中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，Z向坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，從第S個(gè)點(diǎn)開始每次加一個(gè)點(diǎn)擬合直線；其中S為正整數(shù)；步驟I1.3：計(jì)算第S個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離；其中N為正整數(shù)；步驟I1.4：當(dāng)?shù)赟個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離符號(hào)均為正或者均為負(fù)，且所述距離的絕對(duì)值以遞增量G逐個(gè)遞增時(shí)，判斷所述第S個(gè)點(diǎn)為焊縫左肩點(diǎn)；其中G為正整數(shù)；步驟I1.5：在X方向上從右到左以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波，再次執(zhí)行步驟I1.2至步驟I1.4，獲得焊縫右肩點(diǎn)。優(yōu)選地，所述軌跡修正步驟包含以下步驟：步驟I2.1：計(jì)算焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)構(gòu)成線段的中心點(diǎn)C的坐標(biāo)；步驟I2.2：計(jì)算中心點(diǎn)C的坐標(biāo)與設(shè)定基準(zhǔn)值的差值，得到焊縫X向Z向偏置量；步驟I2.3：使用實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償，獲得補(bǔ)償路徑；所述實(shí)際焊縫信息包含以下任一項(xiàng)或任多項(xiàng)內(nèi)容：--焊縫X向Z向偏置量；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在X向坐標(biāo)差值W；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在Z向坐標(biāo)差值H；步驟I2.4：令焊槍從焊縫起始點(diǎn)開始，按照補(bǔ)償路徑運(yùn)動(dòng)進(jìn)行施焊。優(yōu)選地，還包含標(biāo)定預(yù)設(shè)步驟，所述標(biāo)定預(yù)設(shè)步驟包含以下步驟：焊縫標(biāo)定步驟：對(duì)焊縫進(jìn)行標(biāo)定，獲得設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡；激光傳感器量程標(biāo)定步驟：對(duì)激光傳感器的量程進(jìn)行標(biāo)定，使焊縫處于以下位置：--激光傳感器的Z向量程內(nèi)；--激光傳感器的X向量程的中心；激光傳感器法向標(biāo)定步驟：令激光傳感器在旋轉(zhuǎn)時(shí)獲取到測(cè)量點(diǎn)的Z向距離，使激光傳感器處于所述Z向距離最小時(shí)對(duì)應(yīng)的角度位置上；運(yùn)動(dòng)測(cè)量步驟：令標(biāo)定完成后的激光傳感器從焊縫起始點(diǎn)沿設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。本專利技術(shù)還提供了一種焊縫跟蹤系統(tǒng)，包含以下模塊：數(shù)據(jù)獲取模塊：獲取來自激光傳感器的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)模塊：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正模塊：根據(jù)焊縫肩點(diǎn)位置信息獲得實(shí)際焊縫信息，通過實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。優(yōu)選地，所述焊縫肩點(diǎn)位置信息包含焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)；所述肩點(diǎn)確認(rèn)模塊包含以下模塊：距離判斷模塊：判斷X向點(diǎn)陣中是否存在前后相鄰的兩點(diǎn)之間距離大于設(shè)定值D，若是，則判定該前后相鄰的兩點(diǎn)分別為焊縫左肩點(diǎn)、焊縫右肩點(diǎn)；若否，則執(zhí)行肩點(diǎn)擬合模塊；所述肩點(diǎn)擬合模塊包含以下模塊：模塊J1.1：在X方向上從左到右以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波；模塊J1.2：以點(diǎn)陣信息中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，Z向坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，從第S個(gè)點(diǎn)開始每次加一個(gè)點(diǎn)擬合直線；其中S為正整數(shù)；模塊J1.3：計(jì)算第S個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離；其中N為正整數(shù)；模塊J1.4：當(dāng)?shù)赟個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離符號(hào)均為正或者均為負(fù)，且所述距離的絕對(duì)值以遞增量G逐個(gè)遞增時(shí)，判斷所述第S個(gè)點(diǎn)為焊縫左肩點(diǎn)；其中G為正整數(shù)；模塊J1.5：在X方向上從右到左以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波，再次執(zhí)行模塊J1.2至模塊J1.4，獲得焊縫右肩點(diǎn)。優(yōu)選地，所述軌跡修正模塊包含以下模塊：模塊J2.1：計(jì)算焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)構(gòu)成線段的中心點(diǎn)C的坐標(biāo)；模塊J2.2：計(jì)算中心點(diǎn)C的坐標(biāo)與設(shè)定基準(zhǔn)值的差值，得到焊縫X向Z向偏置量；模塊J2.3：使用實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償，獲得補(bǔ)償路徑；所述實(shí)際焊縫信息包含以下任一項(xiàng)或任多項(xiàng)內(nèi)容：--焊縫X向Z向偏置量；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在X向坐標(biāo)差值W；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在Z向坐標(biāo)差值H；模塊J2.4：令焊槍從焊縫起始點(diǎn)開始，按照補(bǔ)償路徑運(yùn)動(dòng)進(jìn)行施焊。優(yōu)選地，還包含標(biāo)定預(yù)設(shè)模塊，所述標(biāo)定預(yù)設(shè)模塊包含以下模塊：焊縫標(biāo)定模塊：對(duì)焊縫進(jìn)行標(biāo)定，獲得設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡；激光傳感器量程標(biāo)定模塊：對(duì)激光傳感器的量程進(jìn)行標(biāo)定，使焊縫處于以下位置：--激光傳感器的Z向量程內(nèi)；--激光傳感器的X向量程的中心；激光傳感器法向標(biāo)定模塊：令激光傳感器在旋轉(zhuǎn)時(shí)獲取到測(cè)量點(diǎn)的Z向距離，使激光傳感器處于所述Z向距離最小時(shí)對(duì)應(yīng)的角度位置上；運(yùn)動(dòng)測(cè)量模塊：令標(biāo)定完成后的激光傳感器從焊縫起始點(diǎn)沿設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。本專利技術(shù)還提供了一種焊縫跟蹤裝置，包含焊縫測(cè)量裝置、控制器以及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述焊縫測(cè)量裝置包含激光傳感器、支架以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)；支架安裝在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，激光傳感器通過旋轉(zhuǎn)臺(tái)可旋轉(zhuǎn)安裝在支架上，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)在支架上的位置能夠調(diào)節(jié)；所述激光傳感器與運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均連接到控制器上，控制器包含上述的焊縫跟蹤系統(tǒng)；所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上還緊固連接有焊槍。本專利技術(shù)還提供了一種存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述的焊縫跟蹤方法的步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)具有如下的有益效果：1、本專利技術(shù)通過采集線激光傳感器的測(cè)量數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)處理后，能夠?qū)σ延械母鶕?jù)理想焊縫形狀生成的焊槍運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行修正，實(shí)現(xiàn)焊縫的跟蹤。2、本專利技術(shù)提供的焊縫跟蹤系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，且靈活性高，能夠適應(yīng)多種焊縫工藝及焊接環(huán)境。3、本專利技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種焊縫跟蹤方法，其特征在于，包含以下步驟：數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取來自激光傳感器(1)的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)步驟：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正步驟：根據(jù)焊縫肩點(diǎn)位置信息獲得實(shí)際焊縫信息，通過實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種焊縫跟蹤方法，其特征在于，包含以下步驟：數(shù)據(jù)獲取步驟：獲取來自激光傳感器(1)的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)步驟：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正步驟：根據(jù)焊縫肩點(diǎn)位置信息獲得實(shí)際焊縫信息，通過實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊縫跟蹤方法，其特征在于，所述焊縫肩點(diǎn)位置信息包含焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)；所述肩點(diǎn)確認(rèn)步驟包含以下步驟：距離判斷步驟：判斷X向點(diǎn)陣中是否存在前后相鄰的兩點(diǎn)之間距離大于設(shè)定值D，若是，則判定該前后相鄰的兩點(diǎn)分別為焊縫左肩點(diǎn)、焊縫右肩點(diǎn)；若否，則執(zhí)行肩點(diǎn)擬合步驟；所述肩點(diǎn)擬合步驟包含以下步驟：步驟I1.1：在X方向上從左到右以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波；步驟I1.2：以點(diǎn)陣信息中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)為橫坐標(biāo)，Z向坐標(biāo)為縱坐標(biāo)，從第S個(gè)點(diǎn)開始每次加一個(gè)點(diǎn)擬合直線；其中S為正整數(shù)；步驟I1.3：計(jì)算第S個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離；其中N為正整數(shù)；步驟I1.4：當(dāng)?shù)赟個(gè)點(diǎn)后面的N個(gè)點(diǎn)到擬合直線的距離符號(hào)均為正或者均為負(fù)，且所述距離的絕對(duì)值以遞增量G逐個(gè)遞增時(shí)，判斷所述第S個(gè)點(diǎn)為焊縫左肩點(diǎn)；其中G為正整數(shù)；步驟I1.5：在X方向上從右到左以設(shè)定窗口M對(duì)Z向點(diǎn)陣進(jìn)行均值濾波，再次執(zhí)行步驟I1.2至步驟I1.4，獲得焊縫右肩點(diǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焊縫跟蹤方法，其特征在于，所述軌跡修正步驟包含以下步驟：步驟I2.1：計(jì)算焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)構(gòu)成線段的中心點(diǎn)C的坐標(biāo)；步驟I2.2：計(jì)算中心點(diǎn)C的坐標(biāo)與設(shè)定基準(zhǔn)值的差值，得到焊縫X向Z向偏置量；步驟I2.3：使用實(shí)際焊縫信息對(duì)設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行補(bǔ)償，獲得補(bǔ)償路徑；所述實(shí)際焊縫信息包含以下任一項(xiàng)或任多項(xiàng)內(nèi)容：--焊縫X向Z向偏置量；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在X向坐標(biāo)差值W；--焊縫左肩點(diǎn)與焊縫右肩點(diǎn)在Z向坐標(biāo)差值H；步驟I2.4：令焊槍(5)從焊縫起始點(diǎn)開始，按照補(bǔ)償路徑運(yùn)動(dòng)進(jìn)行施焊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊縫跟蹤方法，其特征在于，還包含標(biāo)定預(yù)設(shè)步驟，所述標(biāo)定預(yù)設(shè)步驟包含以下步驟：焊縫標(biāo)定步驟：對(duì)焊縫進(jìn)行標(biāo)定，獲得設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡；激光傳感器量程標(biāo)定步驟：對(duì)激光傳感器(1)的量程進(jìn)行標(biāo)定，使焊縫處于以下位置：--激光傳感器(1)的Z向量程內(nèi)；--激光傳感器(1)的X向量程的中心；激光傳感器法向標(biāo)定步驟：令激光傳感器(1)在旋轉(zhuǎn)時(shí)獲取到測(cè)量點(diǎn)的Z向距離，使激光傳感器(1)處于所述Z向距離最小時(shí)對(duì)應(yīng)的角度位置上；運(yùn)動(dòng)測(cè)量步驟：令標(biāo)定完成后的激光傳感器(1)從焊縫起始點(diǎn)沿設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。5.一種焊縫跟蹤系統(tǒng)，其特征在于，包含以下模塊：數(shù)據(jù)獲取模塊：獲取來自激光傳感器(1)的點(diǎn)陣信息，所述點(diǎn)陣信息包含由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的X向坐標(biāo)構(gòu)成的X向點(diǎn)陣與由點(diǎn)陣中各個(gè)點(diǎn)的Z向坐標(biāo)構(gòu)成的Z向點(diǎn)陣；肩點(diǎn)確認(rèn)模塊：根據(jù)X向點(diǎn)陣信息和/或Z向點(diǎn)陣信息識(shí)別獲得焊縫肩點(diǎn)位置信息；軌跡修正模塊：根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：畢慶貞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：上海拓璞數(shù)控科技股份有限公司，上海拓璞軟件技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海,31
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