一种焊接系统及焊缝追踪方法技术方案

本发明专利技术适用于焊接、涂胶等技术领域，公开了一种焊接系统及焊缝追踪方法，所述系统包括：视觉传感器、图像处理模块、控制模块、驱动模块和焊枪，视觉传感器，设置于焊件前方，用于通过定位光照射到焊件上，获取当前焊缝信息；图像处理模块，分别与所述视觉传感器的输出端和控制模块的输入端电性连接，用于将所述当前焊缝信息转化为位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；控制模块，分别于驱动模块的输入端和焊枪的输入端电性连接，用于根据所述位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置。本发明专利技术实现了焊缝自动追踪，可适应各种焊接口、实时响应性好、精度高、焊接寿命长。

A Welding System and Seam Tracking Method

The invention is applicable to welding, glue coating and other technical fields, and discloses a welding system and a seam tracking method. The system includes: visual sensor, image processing module, control module, driving module and welding gun, visual sensor, which is set in front of the welding piece, and is used to obtain current seam information by illuminating the welding piece with positioning light; image processing module, which is respectively described with the above. The output end of the visual sensor and the input end of the control module are electrically connected for converting the current seam information into position information and outputting the position information to the control module; the control module is electrically connected to the input end of the driving module and the input end of the welding torch, respectively, for calculating the deviation according to the position information obtained from the position information and the last sampling frequency. The position of the welding torch is corrected by controlling the driving module with a deviation. The invention realizes automatic seam tracking, can adapt to various welding joints, has good real-time response, high precision and long welding life.

【技术实现步骤摘要】
一种焊接系统及焊缝追踪方法
本专利技术属于焊接
，尤其涉及一种焊接系统及焊缝追踪方法。
技术介绍
焊接在现代工业生产中占据重要地位，随着科技水平的迅猛发展，焊接的自动化与智能化已经成为焊接领域的重要研究方向，现代化生产对焊接质量与效率也提出了更高的要求。目前大多数焊接是机器人或工作台按照预先设定好的轨迹进行焊接，该方法依赖工件的材料和焊接前的焊件夹装，对于轨迹复杂的焊缝计算也费时费力。由于机器人和工作台等本身只具备执行能力，并不能根据周围环境变化进行判断和修正。因此，在现实中，工件装配误差以及焊接过程中热变形引起的焊缝位置与尺寸变化等往往会导致焊枪运动轨迹偏离实际焊缝，造成焊接质量下降甚至失败。因此，采用适当的焊缝自动追踪技术进行修正非常有必要。焊缝自动追踪技术首先需采用一定的传感技术获得焊缝相对焊枪的位置，常见的焊缝识别传感器主要有：电弧传感、接触式传感、超声波传感和视觉传感器。其中，接触式传感器结构简单，不受电弧烟尘干扰，但其对不同形式的焊缝需采用不同的探头，且磨损大易变形；电弧传感器无机械磨损，但建立电弧长度与电流变化的精确模型具有难度，给焊缝检测带来困难；超声波传感是一种先进的焊缝识别传感器，利用超声波在金属内传播产生反射的原理制成，其用于焊缝追踪中实时性好，但由于必须贴近焊件表面，故不可避免会受焊接方式和焊件尺寸等限制，另还需考虑声音传播时间等因素影响，对焊件表面有较高要求，所以超声传感的应用范围有限。综上所述，焊接技术亟需一种适用各种焊接坡口、实时响应性好、精度高、寿命长的焊缝自动追踪系统。
技术实现思路
综上所述，本专利技术有效解决了现有焊缝自动追踪系统不能适应各种焊接口、实时响应性差、精度不高、寿命不长的技术问题，而提供一种焊接系统及焊缝追踪方法。本专利技术第一方面提供了一种焊接系统，所述系统包括：视觉传感器、图像处理模块、控制模块、驱动模块和焊枪，视觉传感器，设置于焊件前方，用于通过定位光照射到焊件上，获取当前焊缝信息；图像处理模块，分别与所述视觉传感器的输出端和控制模块的输入端电性连接，用于将所述当前焊缝信息转化为位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；控制模块，分别于驱动模块的输入端和焊枪的输入端电性连接，用于根据所述位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置，保证对准焊缝。进一步地，所述焊接系统还包括激光器，与所述控制模块的输出端电性连接，用于受所述控制模块控制出光进行焊接。进一步地，所述焊接系统还包括触摸显示模块，用于显示当前系统状态及当前的系统参数，和接收新设置的系统参数；所述系统参数包括焊枪中心与传感器激光中心距离、焊枪相对焊件的运行速度、视觉采样频率、最大障碍距离。进一步地，所述控制模块还用于以短距离拟合直线轨迹方式修正焊枪位置，同时将新的直线轨迹作为上一采样频率获取的位置信息保存。进一步地，所述当前焊缝信息包括当前采样频率内的开始焊接位置、结束焊接位置及焊缝位置。进一步地，所述控制模块控制激光器在当前采样频率内开始焊接位置出光焊接，在当前采样频率内结束焊接位置或最终焊接位置关光以结束焊接，所述开始焊接位置为当前采样周期内自动识别有效点的位置为开始焊接点，所述结束焊接位置为当前采样周期内无效的前一焊接点。进一步地，所述焊缝信息还包括当前障碍距离，所述控制模块还用于若当前障碍距离大于等于所述最大障碍距离时，控制停止焊接直至障碍物消除。进一步地，所述定位光包括一字线激光。本专利技术实施例的第二方面提供了一种焊缝追踪方法，所述方法：以视觉传感器获取焊件上一采样频率内当前焊缝信息；将所述当前焊缝信息转化为位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；根据所述位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置以实现焊缝自动追踪，继续获取下一采样频率内的焊缝信息。进一步地，所述以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置包括：以短距离拟合直线轨迹方式修正焊枪位置，同时将新的直线轨迹作为上一采样频率获取的位置信息保存。本专利技术的有益效果在于：以视觉传感器获取焊件上当前焊缝信息，进而由控制模块计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置以实现焊缝自动追踪，可适应各种焊接口、实时响应性好、精度高、焊接寿命长。【附图说明】图1是本专利技术实施例一的焊接系统的结构框图；图2是本专利技术实施例二的焊缝追踪方法的流程示意图。【具体实施方式】下列实施例是对本专利技术的进一步解释和补充，对本专利技术不会构成任何限制。实施例一如图1所示，所述焊接系统包括：视觉传感器、图像处理模块、控制模块、驱动模块和焊枪。所述视觉传感器设置于焊件前方，所述视觉传感器用于通过定位光照射到焊件上，获取当前焊缝信息；所述定位光包括一字线激光，所述图像处理模块分别与所述视觉传感器的输出端和控制模块的输入端电性连接，所述图像处理模块用于将所述当前焊缝信息转化为位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；所述控制模块分别于驱动模块的输入端和焊枪的输入端电性连接，所述控制模块用于根据所述位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置。进一步地，所述焊接系统还包括激光器，该激光器与所述控制模块的输出端电性连接，用于受所述控制模块控制出光进行焊接。进一步地，所述焊接系统还包括触摸显示模块，用于显示当前系统状态及当前的系统参数，和接收新设置的系统参数；所述系统参数包括焊枪中心与传感器激光中心距离、焊枪相对焊件的运行速度、视觉采样频率、最大障碍距离。本系统安装后需进行一次示教，以获取焊枪中心与视觉传感器激光中心的间距，该距离未更改的前提下，无需再次进行示教。进一步地，所述控制模块还用于以短距离拟合直线轨迹方式修正焊枪位置，同时将新的直线轨迹作为上一采样频率获取的位置信息保存。进一步地，所述当前焊缝信息包括当前采样频率内的开始焊接位置、结束焊接位置及焊缝位置。进一步地，所述控制模块控制激光器在当前采样频率内开始焊接位置出光焊接，在当前采样频率内结束焊接位置或最终焊接位置关光以结束焊接，所述开始焊接位置为当前采样周期内自动识别有效点的位置为开始焊接点，所述结束焊接位置为当前采样周期内无效的前一焊接点。进一步地，所述焊缝信息还包括当前障碍距离，所述控制模块还用于若当前障碍距离大于等于所述最大障碍距离时，控制停止焊接直至障碍物消除。清除障碍后回故障位置继续焊接功能，所述最大障碍距离可自行设定。本专利技术实施例，以视觉传感器获取焊件上当前焊缝信息，进而由控制模块计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置以实现焊缝自动追踪，可适应各种焊接口、实时响应性好、精度高、焊接寿命长。实施例二如图2所示，本专利技术的焊缝追踪方法具体可包括如下步骤：步骤S201：以视觉传感器获取焊件上一采样频率内当前焊缝信息；步骤S202：将所述当前焊缝信息转化为位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；步骤S203：根据所述位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算出偏差量，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置以实现焊缝自动追踪，继续获取下一采样频率内的焊缝信息。具体地，以偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置具体包括：以短距离拟合直线轨迹方式修正焊枪位置，同时将新的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接系统，其特征在于，所述系统包括：视觉传感器、图像处理模块、控制模块、驱动模块和焊枪，所述视觉传感器设置在焊件前方，其用于通过定位光照射到焊件上，获取当前焊缝信息；所述图像处理模块分别与所述视觉传感器的输出端和控制模块的输入端电性连接，其用于将所述当前焊缝信息转化为当前位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；所述控制模块分别与驱动模块的输入端和焊枪的输入端电性连接，其用于根据所述当前位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算偏差量，以该偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置。

【技术特征摘要】
1.一种焊接系统，其特征在于，所述系统包括：视觉传感器、图像处理模块、控制模块、驱动模块和焊枪，所述视觉传感器设置在焊件前方，其用于通过定位光照射到焊件上，获取当前焊缝信息；所述图像处理模块分别与所述视觉传感器的输出端和控制模块的输入端电性连接，其用于将所述当前焊缝信息转化为当前位置信息，并将所述位置信息输出至控制模块；所述控制模块分别与驱动模块的输入端和焊枪的输入端电性连接，其用于根据所述当前位置信息与上一采样频率获取的位置信息，计算偏差量，以该偏差量控制所述驱动模块修正焊枪位置。2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括激光器，该激光器与所述控制模块的输出端电性连接，其用于受所述控制模块控制出光进行焊接。3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于，所述焊接系统还包括触摸显示模块，该触摸显示模块用于显示当前系统状态及当前的系统参数，和接收新设置的系统参数；所述系统参数包括焊枪中心与传感器激光中心距离、焊枪相对焊件的运行速度、视觉采样频率、最大障碍距离。4.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述控制模块还用于通过驱动模块并以短距离拟合直线轨迹方式修正焊枪位置，同时将新的直线轨迹作为上一采样频率获取的位置信息保存。5.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦磊，潘光礼，司宽，舒黎，牛增强，韩金龙，
申请(专利权)人：深圳市联赢激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44