(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210453653.X (22)申请日 2022.04.24 (71)申请人 重庆创御智能装备有限公司 地址 400000 重庆市九龙坡区高新区金凤 镇凤笙路21号1幢 (72)发明人 林远长　刘东　官鑫　 (74)专利代理 机构 重庆金橙专利代理事务所 (普通合伙) 50273 专利代理师 唐健玲 (51)Int.Cl. B23K 37/02(2006.01) B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) (54)发明名称 一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系 统 (57)摘要 本发明公开了一种机器人焊接工件的轮廓 测量与识别系统， 所述包括以下步骤： (1)对图像 采集及预处理； (2)通过视觉传感器和激光传感 器焊缝识别； (3)通过对关键点位置坐标计算； (4)通过对待焊工件的焊缝图像进行图像处理形 成焊缝示教信息； (5)机器人自动路径规划。 本发 明通过上位机将关键点位空间位置坐标处理为 机器人示 教信息， 引导机器人焊枪末端运动到待 焊位置， 使焊接机器人具备待焊工件空间位置自 适应能力， 实现焊接机器人机器视觉智能焊缝寻 位， 通过建立基于深度学习模型的视觉识别与定 位算法， 结合边界像素检测算法， 并采用双相机 视觉系统实现焊接工件、 焊缝轨迹的检测、 识别 与精准定位。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 115041887 A 2022.09.13 CN 115041887 A 1.一种机器人焊接 工件的轮廓测量与识别系统， 其特 征在于： 所述包括以下步骤： (1)对图像采集及预处 理； (2)通过视 觉传感器和激光传感器 焊缝识别； (3)通过对关键点 位置坐标计算； (4)通过对待焊工件的焊缝图像进行图像处 理形成焊缝示教信息； (5)机器人自动路径规划。 2.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系统， 其特征在于： 所 述步骤(1)和(5)中， 通过机器视觉的图像处理和 焊缝寻位算法， 通过对待焊工件的焊缝图 像进行图像处 理、 计算焊缝起始、 终点 位置坐标， 形成焊缝示教信息 。 3.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系统， 其特征在于： 所 述步骤(2)中， 通过上位机将关键点位空间位置坐标 处理为机器人示教信息， 引导机器人焊 枪末端运动到待焊位置， 使焊接机器人具备待焊工件空间位置 自适应能力， 实现焊接机器 人机器视 觉智能焊缝寻 位。 4.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系统， 其特征在于： 所 述步骤(3)中， 通过建立基于深度学习模型(深度信念网络、 卷积神经网络和递归神经网络 多层感知机)的视觉识别与定位算法， 结合边界像素检测算法， 并采用双相机视觉系统实现 焊接工件、 焊缝轨迹的检测、 识别与精准定位， 基于轮廓特征的点集配准方法ICP算法， 实现 三维要素的轮廓特征或点集的准确匹配及快速识别， 利用迭代一步步地算出正确对应关 系， 多视角配准， 实现机器人焊接 工件的轮廓测量与识别。 5.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系统， 其特征在于： 所 述步骤(4)中， 在机器人焊接系统中集 成视觉传感器和激光传感器， 实现中厚板多层多道焊 过程中的焊缝跟踪和激光纠 偏机通过视觉传感进行焊缝跟踪实现实时调整焊接末端运动 状态， 通过激光传感器实现焊缝纠偏。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115041887 A 2一种机器人焊接工件的 轮廓测量与识别系统 技术领域 [0001]本发明涉及焊接机器人技术领域， 具体为一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别 系统。 背景技术 [0002]焊接机器人是从事焊接的工业机器人。 根据国际标准化组织工业机器人属于标准 焊接机器人的定义， 工业机器人是一种多用途的、 可重复编程的自动控制操作机， 具有三个 或更多可编程的轴， 用于工业自动化领域。 为了适应不同的用途， 机器人最后一个轴的机械 接口， 通常是一个连接法兰， 可接装不同工具或称末端 执行器。 焊接机器人就是在工业机器 人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的， 使之能进 行焊接， 切割或热喷涂， 在焊接机器人运行时需 要用到轮廓测 量与识别系统， 但是现有的轮廓测量与识别系统在使用时， 不具备待焊工件 空间位置自适应能力， 不能够实现焊接工件、 焊缝轨迹的检测、 识别与精准定位， 且不能够 焊缝进行纠偏， 焊接 机器人对作业条件变化的适应性较差 。 [0003]现有技术中轮廓测量与识别系统存在的缺陷是： [0004]1、 专利文件CN110524581A公开了一种柔性焊接机器人系统及其焊接方法， “包括： 全局视觉单元识别待焊接工件图像信息并定位待焊接工件位置； 柔性焊接机器人单元通过 精定位视觉组件对待焊接工件位置进行精确识别， 图像处理控制 机解算焊接路径， 柔性焊 接机器人进行焊接作业； 柔性检测机器人单元通过立体视觉检测组件识别已焊接工件外形 几何尺寸及质量， 根据用户设置的参数信息生成焊接质量报告， 并将焊接偏差超过阈值位 置及偏差量信息传递至柔性焊接机器人进行补焊； 总控单元执行图像处理、 数据通信以及 焊接机器人和检测机器人 的运动控制； 工作台单元对不同种类焊接工件的快速装夹。 解决 了焊接作业对工人身体造成的危害， 实现了柔性焊接机器人系统的高度柔性、 智能化 ”但是 在使用时， 不具备待焊工件空间位置自适应能力， 不能够实现焊接工件、 焊缝轨迹的检测、 识别与精准定位， 且不能够焊缝进行纠偏， 焊接 机器人对作业条件变化的适应性较差 。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种机器人焊接工件的轮廓测量与识别系统， 以解决上述 背景技术中提出的问题。 [0006]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案， 一种机器人焊接工件的轮廓测量与 识别系统， 所述包括以下步骤： (1)对图像采集及预处理； (2)  通过视觉传感器和激光传感 器焊缝识别； (3)通过对关键点位置坐标计算；  (4)通过对待焊工件的焊缝图像进行图像处 理形成焊缝示教信息； (5)机器人自动路径规划。 [0007]优选的， 所述步骤(1)和(5)中， 通过机器视觉的图像处理和焊缝寻位算法， 通过对 待焊工件的焊缝图像进行图像处 理、 计算焊缝起始、 终点 位置坐标， 形成焊缝示教信息 。 [0008]优选的， 所述步骤(2)中， 通过上位机将关键点位空间位置坐标处理为机器人示教 信息， 引导机器人焊枪末端运动到待焊位置， 使焊接机器人具备待焊工件空间位置自适应说　明　书 1/4 页 3 CN 115041887 A 3