[實用新型]自動對位激光拼焊系統

有效

• 申請號: 201320428760.3
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN203610842U
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 陳孝山;曹毅;王小紅;樊宇;浦曉峰;陸星燁
• 申請（專利權）人: 江蘇和昊激光科技有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/08;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種自動對位激光拼焊系統，屬于圖像檢測、系統反饋及控制技術領域。?

背景技術

激光拼焊是采用激光能源，將若干不同材質、不同厚度、不同涂層的鋼材、不銹鋼材、鋁合金材等進行自動拼合和焊接而形成一塊整體板材、型材、夾芯板等，以滿足零部件對材料性能的不同要求，用最輕的重量、最優結構和最佳性能實現裝備輕量化。在歐美等發達國家，激光拼焊不僅在交通運輸裝備制造業中被使用，還在建筑業、橋梁、家電板材焊接生產、軋鋼線鋼板焊接（連續軋制中的鋼板連接）等領域中被大量使用。?

公告為1546996的中國專利公開了一種主動紅外CCD焊縫檢測裝置，主要包括工業控制計算機、圖像獲取模塊、輸入輸出信號模塊和傳動機構模塊，采用帶有紅外濾光片的CCD攝像頭和紅外光源組成主動紅外線攝像頭，通過USB接口與工業計算機相連，每個攝像頭分別對準所需要檢測的各條焊縫，所有攝像頭通過USB的網絡集線器進行擴展連接，計算機的檢測軟件自動切換多個攝像頭，打開紅外光源獲取焊縫紅外圖像后進行處理分析，并根據識別結果分別將工件輸送到合格或者不合格滾道。?

上述CCD焊縫檢測系統適用于生產線成品的后端檢測，屬于開?環檢測系統，無動作信號反饋，其驅動元件主要是滾道，用來對合格不合格產品進行分類，并沒有形成閉環反饋檢測系統，不利于提高產品的合格率。?

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種在激光焊接機床安裝自動對位系統，從焊縫檢測裝置獲取信號，工業PC控制激光加工頭（焊接頭）的走向，實現自動對位激光拼焊。?

為實現這樣的目的，本實用新型的自動對位拼焊系統主要包括：焊縫檢測裝置、工業PC、放大器、電機、焊接頭，所述焊縫檢測裝置連接到工業PC，工業PC另一端與放大器相連接，放大器與電機相連接，電機另一端與焊接頭相連接，該系統主要運用于激光拼焊中，形成閉環反饋檢測系統。?

其中，所述的焊縫檢測裝置主要包括CCD攝像頭、條形光源、圖像采集卡，CCD攝像頭的一端與條形光源相連接，CCD攝像頭的另一端連接到圖像采集卡。?

在焊縫圖像處理過程中，受工件表面不平整以及劃痕等影響，需要獲取的焊縫是一條較亮的、連續的結構光帶。所以在工業PC中裝有圖像處理軟件對其進行相應的處理。具體處理過程：采集到的原始圖像，經過加窗處理，使圖像增強后，獲取所需的圖像并抽取光帶的中心作為偏差信號分析的最終圖片成型。?

該自動對位激光拼焊系統所獲得的有益效果為：?

1）提高焊接質量與效果；?

2）減小光斑的直徑，降低激光輸出功率，節約生產成本；?

3）生產加工實現自動化，提高工作效率；?

4）控制焊接頭的行走路線，防止焊件變形；?

5）減少焊接工裝所需的夾具；?

6）便于焊后的進一步處理。?

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。?

圖一為本實用新型自動對位激光拼焊系統的整體結構組成以及工作流程示意圖。?

圖二為光帶寬度為100mm的平面圖。?

圖三為光帶寬度為20mm的平面圖。?

附圖中所標注的序列號含義如下：?

1.焊縫、2.光帶、3.鋼板1、4.鋼板2、5.焊接頭、6.條形光源、7.CCD攝像頭、8.圖像采集卡、9.電機、10.放大器、11.工業PC、12.信號輸出、13.外光路系統、14.LASER（激光）?

具體實施方式：

以下結合附圖對本實用新型的技術方案作進一步的描述。?

實施方案一：?

1）用激光拼焊裝置裝夾兩塊需拼焊的鋼板（如圖所示鋼板1（3）、鋼板2（4））。?

2）開啟焊縫正上方的條形光源（6）、CCD攝像頭（7）及其他設備。?

3）CCD攝像頭（7）對焊縫（1）進行拍攝，圖片采集卡（8）保存來自攝像頭的圖片信息，傳輸給工業PC（11）。?

4）現場由圖像采集卡（8）采集的圖像，先進行加窗處理，提取主要部位的信息量。?

5）對加窗處理過的圖像進行圖像增強功能。?

6）經過圖像增強的圖片直接進行一維LOG濾波器處理，盡可能多地減少噪音對有用信息的影響。?

7）對濾波處理后的圖像進行二值化處理，即可得到激光光帶與圖像背景分離的二值圖，由此可得到由單像素組成的連續中心線。?

8）提取光帶中心（2）（如圖二所示），光帶寬度為100mm。?