[發明專利]一種新型激光視覺焊縫跟蹤系統及方法

在審

• 申請號: 201611043658.6
• 申請日: 2016-11-24
• 公開（公告）號: CN108098134A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 陳墩金;覃爭鳴
• 申請（專利權）人: 廣州映博智能科技有限公司
• 主分類號: B23K26/044
• 分類號: B23K26/044
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種新型激光視覺焊縫跟蹤系統及方法，所述系統包括：焊接機器人、激光視覺傳感器、多軸伺服控制器、伺服驅動器、PC現場組態平臺和智能終端。所述激光視覺引導的焊縫跟蹤方法包括以下步驟：S1，激光視覺傳感器采集焊縫圖像；S2，對焊縫圖像進行噪聲濾除；S3，對小波降噪后的圖像進行二值化處理；S4，激光條紋中心提取；S5，檢測焊縫位置；S6，建立焊縫跟蹤系統模型；S7，通過雙隊列的控制策略實現焊縫跟蹤。該系統解決了傳統焊接行業中人工焊接效率低、精度低、對人有危害的問題，實現了激光視覺傳感器引導機器人對焊縫的自動跟蹤，跟蹤精度高，可以滿足工業生產的實際需求。

技術領域

本發明涉及焊接工業中的焊縫跟蹤技術，具體涉及一種新型激光視覺焊縫跟蹤系統及方法。

背景技術

焊接是一門材料連接技術，通過某種物理化學過程使分離的材料產生原子或者分子間的作用力而連接在一起，隨著焊接技術的不斷發展，它在生產中的應用日趨廣泛，到目前為止已經成為一種重要的加工手段。從日常生活用品，如家用電器、水暖設備等的生產到飛機、潛艇、火箭、飛船等尖端科技產品都離不開高效率、現代化的焊接技術，進一步提高焊接質量、改善勞動條件、提高勞動生產率已經成為所有焊接工作者的強烈的愿望，而采用自動控制技術是實現上述的正確途徑。焊縫自動跟蹤系統的研究作為焊接領域的一個重要的方面，為了進行精確的自動焊接，必須進行焊縫自動跟蹤。

眾所周知，焊工可以通過眼睛或者工業電視觀察焊接熔池來對工件或焊槍進行調整并能達到很高的精度。但是這依賴于焊工個人的經驗、帶有主觀性、勞動強度大、并受煙塵和弧光的影響,也會產生偏差。

申請公布號為201610421748.8的發明專利申請公開了“一種視覺識別定位焊縫自動跟蹤方法及智能焊接機器人”，該系統包括移動小車、升降裝置、機械手、焊槍、計算機控制系統。升降裝置安裝于移動小車上，機械手安裝于升降裝置上，焊槍安裝于機械手上；焊槍上設有視覺識別定位焊縫自動跟蹤器，視覺識別定位焊縫自動跟蹤器包括依次連接的視覺傳感器、控制器及執行機構，執行機構與焊槍連接；計算機控制系統用于對移動小車、升降裝置、機械手及焊槍進行控制。

申請公布號為201610362050.3的發明專利申請公開了一種“弧焊機器人焊接的直線在線焊縫跟蹤方法”，機器人示教一段基準路線，將路徑按距離等分原則平分成N個路徑點，同時獲取測量傳感器的一個基準坐標值。實際運行時，測量傳感器實時掃描焊縫，將焊縫坐標發送給機器人，機器人將坐標值與基準值做比較，得到偏差值去修正相應的第n個路徑點，機器人沿修正好的路徑點逐點運行。

上述發明專利中，實現的焊縫跟蹤方法較為簡單，對傳感器的依懶性強，且誤差性較大。

發明內容

本發明目的在于克服傳統的焊接工業中對焊工個人的經驗依賴性強、帶有主觀性、勞動強度大、受煙塵和弧光的影響大等缺點，提供一種新型激光視覺焊縫跟蹤系統及方法，將焊縫圖像識別與機器人運動控制技術相結合，有效地解決了焊縫自動提取和智能跟蹤。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種新型激光視覺焊縫跟蹤系統，其特征在于，所述系統包括：焊接機器人、激光視覺傳感器、多軸伺服控制器、伺服驅動器、PC現場組態平臺和智能終端。所述激光視覺傳感器安裝于焊接機器人末端，用于跟蹤焊縫圖像和采集焊縫圖像；所述多軸伺服控制器和伺服驅動器置于焊接機器人內部，實現焊接機器人的自動焊接作業；所述智能終端位于PC現場組態平臺，用于對本焊縫跟蹤系統的智能控制；系統界面包括圖像采集、圖像處理、焊縫識別、機械控制、焊縫跟蹤模塊。

一種新型激光視覺焊縫跟蹤方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1，激光視覺傳感器采集焊縫圖像；

S2，對焊縫圖像進行噪聲的小波濾除；

S3，對小波降噪后的圖像進行二值化處理；