[發明專利]基于機器視覺的金屬結構件焊縫識別方法、系統及設備

在審

• 申請號: 202310562954.0
• 申請日: 2023-05-17
• 公開（公告）號: CN116596883A
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 吳焱明;朱文波;權良紅;劉正宏;陳先革;郭陽;王凱;孟利振;張恩緒;劉翀;吳浩東
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學;安徽省六安恒源機械有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/70;G06V10/25;G06V10/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 萬慧華

本發明公開一種基于機器視覺的金屬結構件焊縫識別方法、系統及設備，涉及焊接技術領域，該方法包括從金屬結構件的三維模型中提取感興趣區域(ROI區域)；所述ROI區域為所述三維模型中面與面相交的線、分部件之間的接合線；對所述金屬結構件上所述ROI區域進行圖像捕捉；對捕捉到的圖像進行直線提取，得到直線集合；根據直線集合中每條直線的位置，將滿足位置條件的直線篩選出來構成焊縫集合；將所述焊縫集合中每條焊縫的圖像坐標轉換到三維模型的世界坐標中，并將進行坐標轉換后的焊縫傳輸到所述三維模型中。本發明由于實現了對焊縫進行識別與定位，為大型金屬結構件的自動化焊接打下了基礎。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，特別是涉及一種基于機器視覺的金屬結構件焊縫識別方法、系統及設備。

背景技術

隨著中國制造業的飛速發展和不斷進步，焊接技術在工業生產中所占據的分量越來越大，而且焊接技術的優良程度直接影響著產品的質量，在大型鋼閘門的生產加工過程中，焊接起著十分重要的作用，很多中小型閘門生產企業生產的產品數量較少且品種繁多，生產過程中往往采用人工焊接的方式，這樣過分依賴專業技能的人才會導致生產成本的升高、生產效率低，同時焊接會產生有毒氣體、熱輻射，這會對人體造成一定的危害。

因此自動焊接設備的開發很重要，針對于焊接的自動化處理很重要的一點就是獲取待焊接區域的位置，傳統的一些工業機器人一般采用示教的方式進行焊接，但中小型企業生產的鋼閘門種類繁多、形狀不固定，此方法需要花費大量時間進行示教，效率較低。

對于單件小批量的大型金屬結構件，一般不采用專用定位工裝來保證各焊接分部件之間的相對定位精度，往往采用人工擺放分部件，再采用點固焊(定位焊)固定各分部件的位置。這樣就導致大型焊接件的零部件相對定位誤差較大，超過了一般自動焊機所允許的焊縫位置偏差。所以，基于三維模型編程的自動焊接程序不能正常工作。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于機器視覺的金屬結構件焊縫識別方法、系統及設備。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于機器視覺的金屬結構件焊縫識別方法，包括：

從金屬結構件的三維模型中提取ROI區域；所述ROI區域為包含所述三維模型中面與面之間的交線或者分部件之間的接合線的區域；

對所述金屬結構件上所述ROI區域進行圖像捕捉；

對捕捉到的圖像進行直線提取，得到直線集合；

根據直線集合中每條直線的位置，將滿足位置條件的直線篩選出來構成焊縫集合；

將所述焊縫集合中每條焊縫的圖像坐標轉換到三維模型的世界坐標中，并將進行坐標轉換后的焊縫傳輸到所述三維模型中。

可選地，從金屬結構件的三維模型中提取ROI區域，具體包括：

獲得所述三維模型的STEP/STP文件；

采用STEP/STP文件讀取器對STEP/STP文件進行點、線和面的讀取，提取到所述三維模型中的ROI區域。

可選地，對所述金屬結構件上所述ROI區域進行圖像捕捉，具體包括：

采用機械手將面陣相機移動到所述金屬結構件上所述ROI區域的對應位置；

采用所述面陣相機對所述金屬結構件上所述ROI區域進行圖像捕捉。

可選地，對捕捉到的圖像進行直線提取，得到直線集合，具體包括：

對捕捉到的圖像依次進行亮度矯正、中值濾波和形態學處理，得到預處理后的圖像；

采用Canny算法對預處理后的圖像進行輪廓檢測；