一种激光辅助焊缝智能寻迹系统技术方案

本发明专利技术公开了一种激光辅助焊缝智能寻迹系统，用于对焊缝进行焊接，包括：双目立体视觉定位模块，该双目立体定位模块被定位为能够拍摄到焊缝；焊接机器人模块，该焊接机器人模块包括DSP控制系统、焊枪调节装置和焊枪，且该焊接机器人模块与该双目立体定位模块之间信号通信，该焊接机器人模块响应于该双目立体定位模块采集的参数动作；以及激光辅助反馈模块，该激光辅助反馈模块包括激光传感器和单目摄像机，其中该激光辅助反馈模块与该双目立体定位模块和该焊接机器人模块分别信号连接，该激光辅助反馈模块将检测到的参数反馈至该双目立体定位模块和该焊接机器人模块，其中所述单目摄像机的镜头上安装有滤光片。

【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助焊缝智能寻迹系统
本专利技术涉及焊接
，具体而言涉及一种激光辅助焊缝智能寻迹系统，对焊缝焊接以及对焊缝质量检测。
技术介绍
焊接是一种低成本、高科技连接材料的可靠工艺方法。到目前为止，还没有另外一种工艺比焊接更为广泛地应用于材料间的连接，并对所焊产品产生更大的附加值。在国内，无论是从目前焊接设备和材料产量构成比的发展趋势，还是从焊接设备和材料的制造技术和发展方向上看，我国焊接技术已有很大发展,部分产品技术已达到或接近国外先进水平，特别是逆变式焊接技术。因此无论现在和将来，焊接都是成功地将各种材料加工成可投入市场产品的首选工艺。但是现在大部分的焊接工艺都是靠人工焊接，其焊接的精度和效率都容易受到影响，虽说有一些设备可以实现自动焊接，但是焊接后的焊缝质量同样也不能得到很好的保证，更没有建立反馈的调节机制。因此，针对上述问题提出一种激光辅助焊缝智能寻迹系统。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种激光辅助焊缝智能寻迹系统。本专利技术的技术方案如下：根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种激光辅助焊缝智能寻迹系统，用于对焊缝进行焊接，包括：双目立体视觉定位模块，所述双目立体定位模块被定位为能够拍摄到焊缝；焊接机器人模块，所述焊接机器人模块包括DSP控制系统、焊枪调节装置和焊枪，且所述焊接机器人模块与所述双目立体定位模块之间信号通信，所述焊接机器人模块响应于所述双目立体定位模块采集的参数动作；激光辅助反馈模块，所述激光辅助反馈模块包括激光传感器和单目摄像机，其中所述激光辅助反馈模块与所述双目立体定位模块和所述焊接机器人模块分别信号连接，所述激光辅助反馈模块将检测到的参数反馈至所述双目立体定位模块和所述焊接机器人模块，其中所述单目摄像机的镜头上安装有滤光片。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述焊接机器人模块还包括摆动扫描装置，所述摆动扫描装置连接至所述激光传感器，能够驱动所述激光传感器动作。所述扫描摆动装置在必要时驱动激光传感器动作，能够对焊缝的质量进行检测。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述单目摄像机、激光传感器通过支架固定至所述焊枪。所述单目摄像机、激光传感器、焊枪固定在一起，使得激光辅助反馈模块能够跟随焊枪移动，实时扫描检测焊缝的焊接信息。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述激光辅助反馈模块还包括照明设备。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述双目立体定位模块为双目立体相机或双目立体摄像机。双目立体相机或双目立体摄像机对焊缝进行视觉拍摄，分析获取焊缝的立体信息。根据本专利技术的一个优选实施方案，所述激光辅助焊缝智能寻迹系统还包括报警装置。当反馈的焊缝信息与双目立体定位模块获取的信息相比偏差大于一预定值时，报警装置发出警报，提醒操作人员对焊接操作进行及时调整，从而保证的焊接质量。本专利技术的有益效果是：该系统基于边缘检测算法、激光标定算法、动力学反馈模型、相对运动算法，可以实现高精度焊缝，通过激光反馈系统反馈设置，实现焊缝的二次检测，大大提高了对焊缝的检测精度，实现了在生产线上架构成本低廉但在检测方面效率很高、精准度很强的高精度的激光辅助焊缝智能寻迹系统；实现多个焊缝、多角度或者多个焊接物体进行同时检测，实时检测其焊接质量，将各种焊缝精度信息传送给机器人控制系统，以实时调整焊接机器人的焊接位置、角度、速度来增加焊接精度与准确度。附图说明图1为本专利技术的激光辅助焊缝智能寻迹系统的简要示意图；图2示出了具有滤光片和照明设备的激光辅助反馈模块的结构示意图；图3为本专利技术中边缘检测方法的流程示意图；图4为本专利技术的焊接机器人模块部分工作原理流程图；其中：1、双目立体定位模块，2、焊接机器人模块，3、激光辅助反馈模块，31、激光传感器，32、单目摄像机，33、照明设备，4、微型计算机，311、滤光片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1示出了本专利技术的激光辅助焊缝智能寻迹系统的简要示意图，该激光辅助焊缝智能寻迹系统包括：双目立体视觉定位模块1、焊接机器人模块2以及激光辅助反馈模块3。双目立体定位模块2通过支架被固定，并且被安装固定为能够拍摄到焊缝的立体信息。双目立体定位模块2由支架固定好的双目摄像机或双目相机构成，主要负责采集焊缝立体信息的视觉信息，实现对焊缝深度信息的检测，也根据视差原理采集被测焊缝的立体信息。在本实施方案中，双目立体定位模块2为双目立体相机，在使用双目立体相机前，需要对其进行标定，主要是对双目相机获取相机的内参（焦距，图像中心，畸变系数等）和外参（旋转矩阵、平移矩阵等）。进行标定以后，对焊缝进行图像采集，图3示出了边缘检测方法的流程示意图。双目立体定位模块对图像进行进一步的图像处理后，定位到焊缝的起点、终点、中间点等特征点；同时识别空间两个焊接边缘的边缘信息，得到两个连续的空间曲线，然后拟合出它们的中心线。双目立体定位模块采用此快速定位模式，能够迅速识别焊缝的特征点信息，并且将所找到的焊缝中心线信息发送到焊接机器人模块。为了可以有效地消除噪音，在更大程度上避免关键像素的损伤和忽略，准确地检测到目标的边缘并保持目标的更好的连接边缘，双目立体定位模块采取基于高斯-拉普拉斯算子的边缘检测算法。高斯-拉普拉斯边缘检测算法是高斯边缘检测算法与拉普拉斯边缘检测算法的结合，既具备高斯算子的平滑特点又具备拉普拉斯算子锐化特点，该算法可以有效地消除噪音，在更大程度上避免了关键像素的损伤和忽略，准确地检测到目标的边缘并保持目标的更好的连接边缘，增强了对于整体图像边缘细节的把握。再次参照图1，所述焊接机器人模块2包括DSP控制系统、焊枪调节装置和焊枪，且焊接机器人模块2与双目立体定位模块1之间能够实现信号通信，双目立体定位模块1将采集和获取的焊缝信息发送给焊接机器人模块2，焊接机器人模块2将收到的信息进行处理后，响应于双目立体定位模块1发送的参数信息进行动作。如图4所示，在接收到由双目立体定位模块1发送的焊缝位置信息后，主要包括焊缝点和焊缝中心线的信息，DSP控制系统基于动力学模型对焊缝点和焊缝中心线信息进行求解处理，将处理后的信息发送给焊枪调解装置，调整焊枪的位置，使焊枪执行焊接操作。焊抢的执行机构可以为串联、并联或者直线机器人。其中，动力学模型的建模步骤主要是：第一步：绝对位置的逆解。首先获取双目信息，基于最小二乘拟合算法，得到绝对位置的信息；第二步：相对位置的逆解。焊枪的执行机构为串联、并联或者直线机器人，运用相对算法进行逆向求解获得其相对位置；第三步：对获得的绝对位置和相对位置进行验证；根据获取的信息，进行逆向求解获得其运动轨迹。再次参照图1，激光辅助反馈模块3包括激光传感器31和单目摄像机32，其中激光辅助反馈模块3与双目立体定位模块1和焊接机器人模块2分别信号连接，激光辅助反馈模块3将检测到的参数反馈至所述双目立体定位模块1和所述焊接机器人模块2。优选地，单目摄像机32、激光传感31器通过支架固定至所述焊枪。所述单目摄像机32、激光传感器31、焊枪固定在一起，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光辅助焊缝智能寻迹系统，用于对焊缝进行焊接，其特征在于，包括：双目立体视觉定位模块（1），所述双目立体定位模块（1）被定位为能够拍摄到焊缝；焊接机器人模块（2），所述焊接机器人模块（2）包括DSP控制系统、焊枪调节装置和焊枪，且所述焊接机器人模块（2）与所述双目立体定位模块（1）之间信号通信，所述焊接机器人模块（2）响应于所述双目立体定位模块（1）采集的参数动作；激光辅助反馈模块（3），所述激光辅助反馈模块（3）包括激光传感器（31）和单目摄像机（32），其中所述激光辅助反馈模块（3）与所述双目立体定位模块（1）和所述焊接机器人模块（2）分别信号连接，所述激光辅助反馈模块（3）将检测到的参数反馈至所述双目立体定位模块（1）和所述焊接机器人模块（2），其中所述单目摄像机的镜头上安装有滤光片。

【技术特征摘要】
1.一种激光辅助焊缝智能寻迹系统，用于对焊缝进行焊接，其特征在于，包括：双目立体视觉定位模块（1），所述双目立体定位模块（1）被定位为能够拍摄到焊缝；焊接机器人模块（2），所述焊接机器人模块（2）包括DSP控制系统、焊枪调节装置和焊枪，且所述焊接机器人模块（2）与所述双目立体定位模块（1）之间信号通信，所述焊接机器人模块（2）响应于所述双目立体定位模块（1）采集的参数动作；激光辅助反馈模块（3），所述激光辅助反馈模块（3）包括激光传感器（31）和单目摄像机（32），其中所述激光辅助反馈模块（3）与所述双目立体定位模块（1）和所述焊接机器人模块（2）分别信号连接，所述激光辅助反馈模块（3）将检测到的参数反馈至所述双目立体定位模块（1）和所述焊接机器人模块（2），其中所述单目摄像机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董浩，张立国，肖磊，赵会宾，贾朋飞，郭文龙，
申请(专利权)人：河北省自动化研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13