[發(fā)明專利]應(yīng)用相機(jī)跟蹤焊縫的方法、系統(tǒng)以及焊接設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711091600.3
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN109746597A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林德育;余錦望;封雨鑫;陳焱;高云峰
• 申請（專利權(quán)）人: 大族激光科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司;深圳市大族智能控制科技有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 深圳市世聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44385
• 代理人: 汪琳琳

本發(fā)明實(shí)施例公開了應(yīng)用相機(jī)跟蹤焊縫的方法、系統(tǒng)以及焊接設(shè)備，涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：向工件表面投射線結(jié)構(gòu)光，所述線結(jié)構(gòu)光與焊縫交叉；以所述線結(jié)構(gòu)光在工件表面的成像為目標(biāo)區(qū)域，獲取包含所述目標(biāo)區(qū)域在內(nèi)的源圖像；將所述源圖像處理成二值化圖像；掃描所述二值化圖像并記錄所述線結(jié)構(gòu)光與所述焊縫的交叉處所述線結(jié)構(gòu)光兩個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)，根據(jù)兩個所述光條中心坐標(biāo)計算所述交叉處的焊縫中心坐標(biāo)。本發(fā)明實(shí)施例公開的技術(shù)方案，有利于對R型焊縫進(jìn)行準(zhǔn)確而快速的跟蹤。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例公開的技術(shù)方案涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用相機(jī)跟蹤焊縫的方法、系統(tǒng)以及設(shè)備。

背景技術(shù)

焊接過程中跟蹤焊縫的位置變化能夠用于獲取焊接坐標(biāo)，對于實(shí)現(xiàn)焊接過程的自動化至關(guān)重要。

焊縫當(dāng)中的“門縫焊縫”實(shí)質(zhì)是一種R型焊縫。圖1為一種R型焊縫的示意圖。R型焊縫的主要特點(diǎn)是焊縫兩側(cè)的待焊工件(1、2)在焊縫處的形狀為弧形，并且焊縫處待焊工件的弧形表面反射出的光線影響相機(jī)的成像，難以獲得能夠清晰顯示焊縫的圖像。

發(fā)明人在研究本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中要么不能跟蹤R型焊縫，要么跟蹤R型焊縫的效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開的技術(shù)方案至少能夠解決以下技術(shù)問題：現(xiàn)有技術(shù)中焊接R型焊縫時，跟蹤焊縫的相機(jī)要么不能跟蹤R型焊縫，要么跟蹤R型焊縫的效果不佳。

本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例公開了一種應(yīng)用相機(jī)跟蹤焊縫的方法，包括：向工件表面投射線結(jié)構(gòu)光，所述線結(jié)構(gòu)光與焊縫交叉；以所述線結(jié)構(gòu)光在工件表面的成像為目標(biāo)區(qū)域，獲取包含所述目標(biāo)區(qū)域在內(nèi)的源圖像；將所述源圖像處理成二值化圖像；掃描所述二值化圖像并記錄所述線結(jié)構(gòu)光與所述焊縫的交叉處所述線結(jié)構(gòu)光兩個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)，根據(jù)兩個所述光條中心坐標(biāo)計算所述交叉處的焊縫中心坐標(biāo)。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，將所述源圖像處理成二值化圖像包括：對所述源圖像進(jìn)行二值化分割，使得所述目標(biāo)區(qū)域的灰度值為255，所述目標(biāo)區(qū)域以外的其余區(qū)域的灰度值為0，得到所述二值化圖像。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，在所述二值化圖像中所述目標(biāo)區(qū)域的灰度值為h，所述目標(biāo)區(qū)域以外的其余區(qū)域的灰度值為g；掃描所述二值化圖像并記錄所述線結(jié)構(gòu)光與所述焊縫的交叉處所述線結(jié)構(gòu)光兩個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)包括：灰度值從h變?yōu)間或者從g變?yōu)閔視為灰度值變化1次；掃描所述二值化圖像時，若第1次灰度值變化為g變?yōu)閔，則所述交叉處所述線結(jié)構(gòu)光一個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)為第2次灰度值變化時所述線結(jié)構(gòu)光的光條中心坐標(biāo)，所述交叉處所述線結(jié)構(gòu)光另一個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)為第3次灰度值變化時所述線結(jié)構(gòu)光的光條中心坐標(biāo)；掃描所述二值化圖像時，若第1次灰度值變化為h變?yōu)間，則所述交叉處所述線結(jié)構(gòu)光一個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)為第1次灰度值變化時所述線結(jié)構(gòu)光的光條中心坐標(biāo)，所述線結(jié)構(gòu)光與所述焊縫的交叉處所述線結(jié)構(gòu)光另一個端點(diǎn)的光條中心坐標(biāo)為第2次灰度值變化時所述線結(jié)構(gòu)光的光條中心坐標(biāo)。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，所述方法還包括：對所述源圖像的灰度值進(jìn)行均衡化處理，以提高所述源圖像中焊縫區(qū)域與工件表面的對比度。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，所述方法還包括：采用形態(tài)學(xué)的開運(yùn)算對所述源圖像的邊緣進(jìn)行邊緣平滑處理，以提高所述源圖像邊緣的平滑度。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，所述方法還包括：消除所述源圖像灰度直方圖中灰度值的離散點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)所述源圖像的細(xì)化和平滑。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，所述方法還包括：在掃描所述二值化圖像前屏蔽所述二值化圖像中所述目標(biāo)區(qū)域的周邊區(qū)域，以加快掃描所述二值化圖像的速度。

在本發(fā)明的一個或者多個實(shí)施例中，根據(jù)兩個所述光條中心坐標(biāo)計算所述交叉處的焊縫中心坐標(biāo)包括：對兩個所述光條中心坐標(biāo)進(jìn)行平均求解，使得所述焊縫中心坐標(biāo)位于兩個所述光條中心坐標(biāo)的中點(diǎn)。