一种基于3D线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法与流程
一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法
技术领域
1.本发明涉及机械自动化领域，具体涉及一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法。
背景技术：
2.近年来，随着工艺装备保证能力提升，激光焊工艺在车身领域的应用越来越多。激光钎焊具有外成形美观、焊接效率高、焊缝均匀、焊接强度高等一系列优点，目前激光钎焊工艺已被广泛应用于汽车车顶与侧围之间的连接。激光钎焊时，由于钎料填入车顶与侧围的接合处，无需在焊后增加饰条，因此需要针对焊道进行抛光打磨以提升美观性。目前主要采用机器人携带打磨头进行固定轨迹打磨。由于打磨轨迹固定，针对不同车身尺寸偏差带来的焊道位置偏差无法进行打磨轨迹识别、调整，因此会造成打磨效果的不良，影响焊道外观。
技术实现要素：
3.本发明针对现有技术存在的问题，构思了一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，基于线激光的三维视觉机器人自适应打磨，改变了基于固定路径的打磨方式，解决了不同车身尺寸偏差带来的焊道位置偏差无法进行打磨轨迹识别问题。
4.实现本发明采用的技术方案是：一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，其特征是，由上位机5通过工业机器人1，分别控制安装在工业机器人1六轴末端的3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3，基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨过程包括以下步骤：
5.1)工业机器人1使用三点法，建立3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3空间坐标系，将相机坐标系以及点云空间坐标系进行标定，将两坐标系原点重合，坐标轴方向设置一致，则两坐标系中同一点的坐标值相等，建立了坐标系对等关系，对所述的3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3的空间位置进行标定；
6.2)上位机5指令工业机器人1，携带3d线激光相机2到达车顶钎焊工件4的焊道扫描指定起始位置，工业机器人1向上位机5发送允许扫描指令；
7.3)所述上位机5指令3d线激光相机2采集车顶钎焊工件4焊道的3d点云，以固定轨迹扫描采集焊道图像信息，保证图像采集点与钎焊焊接轨迹调试位置点一致，采集密度为100mm/点，并将扫描得到的图像信息发送至上位机5；
8.4)所述上位机5接收3d线激光相机2采集车顶钎焊工件4焊道的3d点云，并进行算法处理，确定出待打磨焊道的形状及轮廓，根据焊道的形状和轮廓进行拟合生成打磨路径，并将打磨路径特征点坐标发送至工业机器人1；
9.5)所述的工业机器人1接收打磨路径特征点坐标并解析；
10.6)所述的工业机器人1根据打磨路径特征点坐标，携带力控浮动打磨装置3对车顶钎焊工件4的焊道进行打磨。
11.进一步，在所述步骤4)中，所述上位机5接收3d线激光相机2采集车顶钎焊工件4焊道的3d点云，并进行算法处理包括：对所述3d点云进行异常值消除预处理；对预处理后的图像使用bolb算子进行焊道提取；对提取得到焊道图像进行切割处理；根据每个切割块求出中心点坐标并将所有中心点坐标连接拟合出打磨路径。
12.进一步，在所述步骤6)中，工业机器人1携带力控浮动打磨装置3，依次经过打磨路径特征点直至路径终点，通过信号线控制力控浮动打磨装置3停止，焊道打磨完成后，所述工业机器人1通过信号线控制力控浮动打磨装置3停止，并将打磨完成的信息反馈给上位机5。
13.进一步，所述的3d线激光相机2通过网口与上位机5进行通讯。
14.本发明一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法有益效果体现在：
15.一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，能够实现基于线激光的三维视觉机器人自适应打磨，改变了基于固定路径的打磨方式，从而避免因为焊道位置偏差带来的焊道打磨不良问题，提升了打磨质量，同时降低了车顶钎焊人工返修工时。
附图说明
16.图1是一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法采用装备的示意图；
17.图2是一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法的工作原理图；
18.图3是一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法的工艺流程图；
19.图中：1.工业机器人，2.3d线激光相机，3.力控浮动打磨装置，4.车顶钎焊工件，5.上位机。
具体实施方式
20.以下结合附图1-3和具体实施例对本发明作进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.如附图1所示，一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法采用装备，包括：工业机器人1、3d线激光相机2、力控浮动打磨装置3和上位机5，在所述工业机器人1六轴末端安装3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3，所述的工业机器人1与上位机通过5tcp通讯连接，所述的3d线激光相机2通过网口与上位机5进行通讯。
22.如附图2-3所示，一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，
23.工业机器人1使用三点法，建立3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3空间坐标系，对所述的3d线激光相机2和力控浮动打磨装置3的空间位置进行标定，通过扫描标准件，同时建立相机坐标系以及点云空间坐标系，将两者坐标系进行标定，将两坐标系原点重合，坐标轴方向设置一致，则两坐标系中同一点的坐标值相等，即建立了坐标系对等关系；
24.所述3d线激光相机2，3d线激光相机2通过向对焊道表面投射一条线激光，得到其反射信息从而计算出被测焊道轮廓信息，也即点云图形，用于以固定轨迹扫描采集焊道图像信息，并将扫描得到的所述图像信息发送至上位机5；
25.所述力控浮动打磨装置3，通过外接气压方式维持其下压力的恒定，从而保证打磨力度恒定，通过气动打磨加装打磨片方式，以打磨片边缘对焊道4进行打磨抛光处理，其
打磨片可以更换；
26.所述上位机5用于对扫描得到图像进行处理，将焊道点云数据拟合为路径坐标数据发送至工业机器人1，同时向工业机器人1发送启停指令，向3d线激光相机2发送扫描指令，向力控浮动打磨装置3发送压力参数。
27.在实际使用过程中，待打磨焊道车顶4来料放置于带打磨区域，工业机器人1在接收上位机5发送启动指令后，携带3d线激光相机2，沿固定轨迹扫描待打磨焊道4，并将采集到的点云数据发送至上位机5进行处理。
28.具体的，上位机5发送启动指令，工业机器人1携带相机到达预先示教扫描起点位置等待，同时工业机器人1向上位机反馈到达位置信息，上位机5此时向相机发送开始扫描指令，同时向工业机器人1发送继续前进指令。此时工业机器人1携带已经开始扫描的3d线激光相机2对焊道进行扫描。
29.所述的工业机器人1携带扫描中3d线激光相机2前进至扫面轨迹终点，此时工业机器人1向上位机5发送扫描结束指令。3d线激光相机2在扫描时长达到预设值后,自动停止扫描,3d线激光相机2由上位机5配置扫描速度以及扫描时间。
30.所述的3d线激光相机2向上位机5发送扫描得到的焊道点云数据，上位机5接收数据后按既定程序对点云数据进行处理，得到一系列路径坐标值，并将坐标值发送至工业机器人1接收。
31.所述对所述3d点云进行算法处理，包括：对所述3d点云进行异常值消除预处理；对预处理后的图像使用bolb算子进行焊道提取；对提取得到焊道图像进行切割处理；根据每个切割块求出中心点坐标并将所有中心点坐标连接拟合出打磨路径。
32.上位机5将打磨路径上各点坐标值发送至工业机器人1进行解析,工业机器人1自动生成对应轨迹并携带所述力控浮动打磨装置3进行打磨。
33.工业机器人1前进至所述打磨路径起点，通过信号线控制所述力控浮动打磨装置3启动，依次经过所述打磨路径特征点直至路径终点，通过信号线控制所述力控浮动打磨装置3停止，完成焊道打磨；
34.以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。
技术特征：
1.一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，其特征是，由上位机(5)通过工业机器人(1)，分别控制安装在工业机器人(1)六轴末端的3d线激光相机(2)和力控浮动打磨装置(3)，基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨过程包括以下步骤：1)工业机器人(1)使用三点法，建立3d线激光相机(2)和力控浮动打磨装置(3)空间坐标系，将相机坐标系以及点云空间坐标系进行标定，将两坐标系原点重合，坐标轴方向设置一致，则两坐标系中同一点的坐标值相等，建立了坐标系对等关系，对所述的3d线激光相机(2)和力控浮动打磨装置(3)的空间位置进行标定；2)上位机(5)指令工业机器人(1)，携带3d线激光相机(2)到达车顶钎焊工件(4)的焊道扫描指定起始位置，工业机器人(1)向上位机(5)发送允许扫描指令；3)所述上位机(5)指令3d线激光相机(2)采集车顶钎焊工件(4)焊道的3d点云，以固定轨迹扫描采集焊道图像信息，保证图像采集点与钎焊焊接轨迹调试位置点一致，采集密度为100mm/点，并将扫描得到的图像信息发送至上位机(5)；4)所述上位机(5)接收3d线激光相机(2)采集车顶钎焊工件(4)焊道的3d点云，并进行算法处理，确定出待打磨焊道的形状及轮廓，根据焊道的形状和轮廓进行拟合生成打磨路径，并将打磨路径特征点坐标发送至工业机器人(1)；5)所述的工业机器人(1)接收打磨路径特征点坐标并解析；6)所述的工业机器人(1)根据打磨路径特征点坐标，携带力控浮动打磨装置(3)对车顶钎焊工件(4)的焊道进行打磨。2.根据权利要求1所述的一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，其特征是，在所述步骤4)中，所述上位机(5)接收3d线激光相机(2)采集车顶钎焊工件(4)焊道的3d点云，并进行算法处理包括：对所述3d点云进行异常值消除预处理；对预处理后的图像使用bolb算子进行焊道提取；对提取得到焊道图像进行切割处理；根据每个切割块求出中心点坐标并将所有中心点坐标连接拟合出打磨路径。3.根据权利要求1所述的一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，其特征是，在所述步骤6)中，工业机器人(1)携带力控浮动打磨装置(3)，依次经过打磨路径特征点直至路径终点，通过信号线控制力控浮动打磨装置(3)停止，焊道打磨完成后，所述工业机器人(1)通过信号线控制力控浮动打磨装置(3)停止，并将打磨完成的信息反馈给上位机(5)。4.根据权利要求1所述的一种基于3d线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，其特征是，所述的3d线激光相机(2)通过网口与上位机(5)进行通讯。
技术总结
本发明公开了一种基于3D线激光视觉引导的顶盖钎焊自适应打磨方法，工业机器人使用三点法，建立3D线激光相机和力控浮动打磨装置空间坐标系，3D线激光相机采集车顶钎焊工件焊道的3D点云，上位机确定出待打磨焊道的形状及轮廓，并将打磨路径特征点坐标发送至工业机器人，工业机器人携带力控浮动打磨装置对焊道进行打磨，改变了基于固定路径的打磨方式，避免焊道位置偏差带来的焊道打磨不良问题，提升了打磨质量。打磨质量。打磨质量。
