本發(fā)明涉及金屬制造技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

作為金屬制造業(yè)三大產(chǎn)業(yè)中的焊接是一門綜合應(yīng)用技術(shù)，支撐著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，而隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到焊接中的趨勢(shì)越來越迫切，提高焊接的自動(dòng)化水平成為現(xiàn)代焊接的重要標(biāo)志。

隨著科技的不斷發(fā)展，焊接過程的復(fù)雜程度日益復(fù)雜，焊接質(zhì)量要求日益提高。采用人工進(jìn)行焊接時(shí)，由于人的自身因素以及工作環(huán)境的影響，焊接的質(zhì)量和速度難以達(dá)到理想狀態(tài)，尤其是在艱苦的環(huán)境下，容易因?yàn)槠v等問題導(dǎo)致工作質(zhì)量和工作速度的下降，而將機(jī)器人應(yīng)用到焊接中則可以很好的解決這個(gè)問題。自動(dòng)焊接機(jī)器人不僅能保證焊接的速度，還能保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性。

在焊接過程中伴隨著的光、點(diǎn)、熱、磁等物理和化學(xué)現(xiàn)象，自動(dòng)焊接技術(shù)都能很好的適應(yīng)，將視覺引導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用到焊接路徑的獲取，實(shí)現(xiàn)焊接路徑的自動(dòng)獲取，成為了提高自動(dòng)焊接機(jī)器人智能化水平和自動(dòng)化水平的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。與其他的傳感器相比，視覺傳感器具有提供信息豐富、靈敏度和測(cè)量精度高、抗電磁場(chǎng)干擾能力強(qiáng)以及與工件無接觸能優(yōu)點(diǎn)，適合何種破口形狀，并且可以同時(shí)進(jìn)行焊縫跟蹤控制和焊接質(zhì)量控制，焊接的質(zhì)量精度和速度都能滿足應(yīng)用要求。

目前，采用視覺獲取焊縫路徑圖像的方法主要有主動(dòng)光和被動(dòng)光視覺法。上述方式都包括視覺傳感器、圖像處理和焊接控制等部分，而為了保證焊接的準(zhǔn)確控制，關(guān)鍵在于圖像的獲取重現(xiàn)以及焊縫的識(shí)別和處理。視覺傳感器在焊接時(shí)要遇到焊接弧光的干擾，必須從光源保證、干擾排除、圖像算法上投入大量的成本和精力來保證精度和速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法與系統(tǒng)，以降低對(duì)圖像處理的依賴，提高自動(dòng)焊接設(shè)備的工作效率和焊接精度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法，包括步驟：

對(duì)待焊接的焊縫及其所在的環(huán)境進(jìn)行多角度拍攝，得到初始圖像；

對(duì)多個(gè)角度的初始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理得到多角度圖像，所述優(yōu)化處理以便于人工決策者識(shí)別待焊接焊縫和指定焊接路徑為目的；

將多角度圖像展示給人工決策者，并接收人工決策者對(duì)多角度圖像的編輯，以及在待焊接焊縫上指定的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線，得到焊接路徑；

對(duì)多角度圖像以及多角度圖像上指定的焊接路徑進(jìn)行整合，建立焊接路徑坐標(biāo)系，并得到焊接路徑的三維坐標(biāo)；

在所建立的坐標(biāo)系上確定焊接路徑的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線的坐標(biāo)，將坐標(biāo)及優(yōu)化處理和整合后的圖像發(fā)送給自動(dòng)焊接設(shè)備。

一種用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策系統(tǒng)，包括圖像獲取單元、圖像分析處理單元、焊接路徑的人工決策單元和焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元；

所述圖像獲取單元，用于對(duì)待焊接的焊縫及其所在的環(huán)境進(jìn)行多角度拍攝，得到初始圖像；

所述圖像分析處理單元，用于對(duì)多個(gè)角度的初始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理得到多角度圖像，所述優(yōu)化處理以便于人工決策者識(shí)別待焊接焊縫和指定焊接路徑為目的；

所述焊接路徑的人工決策單元，用于將多角度圖像展示給人工決策者，并接收人工決策者對(duì)多角度圖像的編輯，以及在待焊接焊縫上指定的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線，得到焊接路徑；

所述焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元，用于對(duì)多角度圖像以及多角度圖像上指定的焊接路徑進(jìn)行整合，建立焊接路徑坐標(biāo)系，并得到焊接路徑的三維坐標(biāo)；確定焊接路徑的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線的坐標(biāo)，將坐標(biāo)及優(yōu)化處理和整合后的圖像發(fā)送給自動(dòng)焊接設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法與系統(tǒng)，是一種基于人的視覺和智能的輔助決策方法，由人類來識(shí)別焊縫，通過指定焊接關(guān)鍵點(diǎn)以及焊接曲線的方法，將焊接路徑指定出來，然后將焊接路徑坐標(biāo)信息以及給定的其他信息傳輸給自動(dòng)焊接設(shè)備，進(jìn)行自動(dòng)焊接作業(yè)。結(jié)合自動(dòng)焊接設(shè)備執(zhí)行動(dòng)作的高精度和人工決策的高效性和智能性等特點(diǎn)，在降低自動(dòng)焊接設(shè)備對(duì)圖像處理的依賴性和提高自動(dòng)焊接設(shè)備工作效率的前提下，實(shí)現(xiàn)人工決策對(duì)焊接路徑指定和調(diào)整的介入，提供人工調(diào)整焊接關(guān)鍵參數(shù)的平臺(tái)，充分發(fā)揮人的視覺和智能，有效的降低焊接操作難度，提高自動(dòng)焊接設(shè)備的工作效率和焊接精度。

附圖說明

圖1為用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法的流程示意圖；

圖2為用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本發(fā)明用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策方法，如圖1所示，包括步驟：

步驟s101、對(duì)待焊接的焊縫及其所在的環(huán)境進(jìn)行多角度拍攝，得到初始圖像；

步驟s102、對(duì)多個(gè)角度的初始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，以便于人工決策者識(shí)別待焊接焊縫和指定焊接路徑；

步驟s103、通過觸摸顯示設(shè)備將優(yōu)化處理后的圖像展示給人工決策者，并接收人工決策者對(duì)圖像的編輯，以及在待焊接焊縫上指定的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線，得到焊接路徑；

步驟s104、對(duì)多角度圖像以及多角度圖像上指定的焊接路徑進(jìn)行整合，建立焊接路徑坐標(biāo)系，并得到焊接路徑的三維坐標(biāo)；

步驟s105、在所建立的坐標(biāo)系上確定焊接路徑的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線的坐標(biāo)，將坐標(biāo)及優(yōu)化處理和整合后的圖像發(fā)送給自動(dòng)焊接設(shè)備。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，本人工決策方法通過視覺傳感器獲得所述多個(gè)角度的初始圖像。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，本人工決策方法對(duì)初始圖像的所述優(yōu)化處理包括畸變校正、圖像增強(qiáng)、復(fù)原和重建。

本發(fā)明用于自動(dòng)焊接路徑的人工決策系統(tǒng)是與上述人工決策方法相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)，如圖2所示，包括圖像獲取單元、圖像分析處理單元、焊接路徑的人工決策單元和焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元。

所述圖像獲取單元，用于對(duì)待焊接的焊縫及其所在的環(huán)境進(jìn)行多角度拍攝，得到初始圖像；所述圖像分析處理單元，用于對(duì)多個(gè)角度的初始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，便于人工決策者識(shí)別待焊接焊縫和指定焊接路徑；所述焊接路徑的人工決策單元，用于通過觸摸顯示設(shè)備將優(yōu)化處理后的圖像展示給人工決策者，并接收人工決策者對(duì)圖像的編輯，以及在待焊接焊縫上指定的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線，得到焊接路徑；所述焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元，用于對(duì)多角度圖像以及多角度圖像上指定的焊接路徑進(jìn)行整合，建立焊接路徑坐標(biāo)系，得到焊接路徑的三維坐標(biāo)；在所建立的坐標(biāo)系上確定焊接路徑的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線的坐標(biāo)，將坐標(biāo)及優(yōu)化處理和整合后的圖像發(fā)送給自動(dòng)焊接設(shè)備。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，圖像獲取單元為安裝在自動(dòng)焊接設(shè)備上的攝像頭或相機(jī)等視覺傳感設(shè)備，多角度獲取自動(dòng)焊接設(shè)備工作的環(huán)境圖像以及焊縫所在的平面圖；圖像分析處理單元為保證精度對(duì)獲得圖像進(jìn)行必要的畸變校正等預(yù)處理，并將優(yōu)化處理的圖像傳輸給觸摸顯示設(shè)備；焊接路徑的人工決策單元主要是一個(gè)可輸入人工指定的點(diǎn)、線等信息的觸摸顯示設(shè)備，操作者在觸摸顯示設(shè)備上獲取待焊接焊縫所在平面的信息，圖像信息操作者采用指定關(guān)鍵點(diǎn)或線條的方式人工指定焊接路徑，并進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化；焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元是指將上述多角度的圖像進(jìn)行整合，并對(duì)人工指定的焊接路徑的信息經(jīng)過處理，將焊接路徑的相關(guān)信息與圖像結(jié)合，建立相應(yīng)的坐標(biāo)系，將焊接路徑的坐標(biāo)信息傳遞給自動(dòng)焊接設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)焊接。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，圖像獲取單元還可以配備光照傳感器，當(dāng)工作環(huán)境光照條件低于某一閾值時(shí)，光源照明設(shè)備啟動(dòng)工作，保證獲取圖像的清晰與準(zhǔn)確。圖像分析處理單元在獲取焊接路徑的圖像時(shí)，由于光照和角度等各種環(huán)境因素的影響，獲取的圖像存在畸變等各種干擾，圖像分析處理單元通過對(duì)獲取圖像的處理，進(jìn)行畸變校正等技術(shù)處理。焊接路徑的人工決策單元，顯示屏具有對(duì)圖像進(jìn)行相關(guān)操作的功能，包括不限于對(duì)圖像進(jìn)行放大、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等操作。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，焊接路徑的人工決策單元的顯示屏有觸摸屏功能，由操作者在顯示屏上對(duì)顯示的焊接路徑的圖像進(jìn)行人工決策，通過觸摸屏的壓力或者電容變化，在圖像上確定焊接路徑的關(guān)鍵點(diǎn)和曲線，并將這些點(diǎn)或者曲線擬合，在圖像上形成焊接路徑。焊接路徑的人工決策單元，具備關(guān)鍵點(diǎn)、直線、圓、橢圓和樣條曲線等草繪功能，同時(shí)操作者能夠?qū)σ阎付ǖ那€或者關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行拉伸、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等操作功能，便于操作者迅速的根據(jù)獲取的圖像指定和調(diào)整符合要求的焊接路徑曲線。焊接路徑實(shí)現(xiàn)單元，將不同視角的圖像以及在圖像上指定的焊接路徑曲線，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，建立相應(yīng)的坐標(biāo)系，并將焊接路徑曲線在焊接空間里的坐標(biāo)進(jìn)行確定，并編譯為相應(yīng)的程序；并將程序中可以進(jìn)行調(diào)整的關(guān)鍵參數(shù)輸出顯示，由操作者進(jìn)行確認(rèn)和調(diào)整。最后，確認(rèn)各參數(shù)和程序，傳輸給自動(dòng)焊接機(jī)器人，進(jìn)行焊接機(jī)器的自動(dòng)焊接。

上列詳細(xì)說明是針對(duì)本發(fā)明可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。