[發(fā)明專利]一種基于機器視覺的激光焊接定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710214271.0
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106903426B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 黃禹;陳志;丁斌;龔時華
• 申請（專利權）人: 廣東順威精密塑料股份有限公司
• 主分類號: B23K26/03
• 分類號: B23K26/03;B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 佛山市粵順知識產權代理事務所 44264
• 代理人: 唐強熙;吳杜志

1.一種基于機器視覺的激光焊接定位方法，包括視覺子系統(tǒng)、工業(yè)PC機、電機可編程邏輯控制器、電機執(zhí)行裝置、焊接控制板和二維工作臺；所述的激光焊接定位方法利用工業(yè)PC機對視覺子系統(tǒng)采集的圖像進行處理，提取待焊工件的中心坐標，并把此圖像坐標轉換成在運動坐標系中的坐標，然后通過串口把數(shù)據(jù)傳到電機可編程邏輯控制器中，電機可編程邏輯控制器對焊接點位置計算，并控制電機執(zhí)行裝置把二維工作臺的焊接點移動到焊接頭下進行焊接；

其特征在于：所述視覺子系統(tǒng)包括無閃爍光源、CCD攝像頭、圖像采集卡；其中，激光焊接定位方法步驟如下：

步驟一、待焊工件圖像釆集：接收待焊接工件光學圖像信息，并轉換成電荷信號，對圖像傳感器輸出的圖像信號進行實時采集；

步驟二、待焊工件圖像預處理：對傳感器輸出的原始圖像進行預處理操作；

步驟三、待焊工件的中心定位：對待焊工件的中心定位，通過輸出接口發(fā)送給相應的控制器以實現(xiàn)控制執(zhí)行單元進行相應的操作；

步驟四、二維工作臺帶動焊接頭運動：控制器發(fā)出信號控制二維工作臺運動，帶動固定在平臺上的焊接頭運動，使其到達焊接位置；

步驟五、焊接頭位置調整，焊接工件：根據(jù)待焊工件的中心定位信息與焊接頭實時位置信息比較得出偏移量回傳給控制器，校準焊接頭位置，完成工件焊接；

所述CCD攝像頭為旁軸式設置，其安裝在激光器的旁邊位置、且與XY工作平臺垂直；所述的無閃爍光源為環(huán)形光源，其具有60個LED發(fā)光管，并采用高角度直射光照明設置；所述的圖像采集卡為基于PCI總線的外插式圖像采集卡、且通過面陣式CCD攝像頭實現(xiàn)圖像采集；

所述二維工作臺通過電機可編程邏輯控制器控制電機執(zhí)行裝置運動；所述的電機執(zhí)行裝置包括步進電機和步進驅動器；

所述焊接控制板用于控制焊接頭焊接過程、且通過串口與工業(yè)PC機配合連接；

所述工業(yè)PC機通過圖像處理算法檢測圖像的邊緣信息，并提取邊緣的特征作為模板進行匹配，以找到目標信息的中心位置；

所述圖像處理算法對圖像進行圖像平滑濾波、閾值分割，經(jīng)過Canny算子邊緣檢測得到圖像的邊緣，基于鏈碼對圖像提取并建立特征模板，然后通過模板的匹配進行粗定位和細定位，獲得待焊工件焊縫圓的圓心坐標；

所述視覺子系統(tǒng)上設置有標定圓柱，標定圓柱安裝在工件夾具上，視覺子系統(tǒng)通過對標定圓柱的圓心的定位和直徑的測量，可直接對系統(tǒng)進行圖像坐標到運動坐標的轉換和相機放大倍數(shù)的標定。

2.根據(jù)權利要求1所述基于機器視覺的激光焊接定位方法，其特征在于：所述工業(yè)PC機上安裝有激光焊接定位軟件，該激光焊接定位軟件是基于Visual Studio 2010平臺采用C#.NET語言編寫的系統(tǒng)配套工控軟件。