[發明專利]電流觸發相機模塊及焊熔池圖像跟蹤系統

在審

• 申請號: 201611032291.8
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106599790A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 覃科;吳江;蔣志勇;黃銳
• 申請（專利權）人: 桂林航天工業學院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06T3/00;G06T7/10;G06T3/40
• 代理公司: 北京輕創知識產權代理有限公司11212
• 代理人: 楊立,周玉婷

1.一種電流觸發相機模塊，其特征在于：包括電流傳感單元(1)、波型整形變換單元(2)和可變計數單元(3)；

所述電流傳感單元(1)，其與電焊機(12)的電源線連接，用于感應電焊機(12)輸入電流，生成電流信號；

所述波型整形變換單元(2)，其與電流傳感單元(1)連接，用于對電流信號進行信號整形，輸出與電焊機(12)輸入電流相同頻率的矩形脈沖波形信號；

所述可變計數單元(3)，其輸入端與波型整形變換單元(2)連接，其輸出端與相機(9)連接；用于分析矩形脈沖波形信號，檢測出電焊機(12)的焊接短路過渡周期，根據電焊機(12)的焊接短路過渡周期在電焊機(12)的焊接短路時刻產生第一觸發信號，通過第一觸發信號觸發相機(9)對焊熔池進行拍照。

2.根據權利要求1所述的電流觸發相機模塊，其特征在于：還包括信號放大單元(4)，所述信號放大單元(4)與電流傳感單元(1)連接，用于對電流信號進行信號放大。

3.根據權利要求2所述的電流觸發相機模塊，其特征在于：還包括低通濾波單元(5)，所述低通濾波單元(5)與信號放大單元(4)連接，用于對放大后的電流信號進行濾波，輸出濾波后的電流信號。

4.根據權利要求1至3任一項所述的電流觸發相機模塊，其特征在于：還包括控制單元(6)，所述控制單元(6)與所述可變計數單元(3)的控制端連接，用于控制可變計數單元(3)產生第二觸發信號，通過第二觸發信號觸發相機(9)對焊熔池進行拍照。

5.根據權利要求4所述的電流觸發相機模塊，其特征在于：還包括計數顯示單元(7)，所述計數顯示單元(7)與所述可變計數單元(3)連接，用于對可變計數單元(3)檢測出的電焊機(12)焊接短路次數進行計數，并進行顯示。

6.一種焊熔池圖像跟蹤系統，其特征在于：包括權利要求4或5所述的電流觸發相機模塊(8)、相機(9)、圖像采集卡(10)和工控機(11)；

所述相機(9)，其固定于電焊機(12)的一側,用于根據第一觸發信號或第二觸發信號啟動對電焊機(12)下方的焊熔池進行拍照，生成圖像信號；

所述圖像采集卡(10)，其與所述相機(9)連接，用于采集圖像信號，將圖像信號進行A/D轉換，生成數字圖像信號，并進行緩存；

所述工控機(11)，其與所述圖像采集卡(10)連接，用于提取數字圖像信號，通過圖像處理模塊對生成時間相近的多個數字圖像信號進行處理,實時生成熔池圖像進行顯示。

7.根據權利要求6所述的焊熔池圖像跟蹤系統，其特征在于：所述相機(9)與電焊機(12)同步轉動,保持相對靜止，且拍照過程中實時調整曝光時間。

8.根據權利要求6所述的焊熔池圖像跟蹤系統，其特征在于：所述相機(9)的鏡頭處依次裝配有濾光片和防飛濺保護片。

9.根據權利要求6至8任一項所述的焊熔池圖像跟蹤系統，其特征在于：所述圖像處理模塊讀取生成時間相近的多個照片,提取多個照片的公共區域圖像,從多個公共區域圖像選擇沒有飛濺和煙塵噪聲的圖像對其他公共區域圖像進行覆蓋替換,得到處理后的焊熔池圖像,使用Otsu最大類間方差法動態確定閾值，根據閾值對熔池圖像進行分割提取，得到最終的熔池圖像。

10.根據權利要求9所述的焊熔池圖像跟蹤系統，其特征在于：所述圖像處理模塊通過插值算法對最終的熔池圖像進行多倍放大，利用灰度拉伸降低圖像的對比度，通過工控機(11)上的監視器屏幕上進行熔池狀態顯示。