一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法技术

本发明专利技术公开了一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其中通过对放置在工作台上的待加工工件予以拍照处理，然后对拍照获得的图像予以处理，自动识别并提取其中生锈区域，然后绘制该生锈区域的轮廓轨迹，再由控制系统根据该轮廓轨迹信息来控制激光工作头工作，便可对生锈区域按照一定的轨迹来投射激光束而进行除锈加工，实现了对待加工工件的自动除锈加工处理，大幅地提升了除锈加工效率。

【技术实现步骤摘要】
一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法
本专利技术涉及一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法。
技术介绍
激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法，有效地避免了化学药剂及机械方法进行清洗而造成的损伤和污染。激光清洗技术采用高能激光束照射在工件表面，使工件表面的污物、锈斑等发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程。然而，在实际除锈加工过程中，由于锈斑在工件表面分布的并没有规律可言，激光清洗时无法准确地按照锈斑分布的区域设定激光清洗路径，且即使获知某单一工件的锈斑分布区域，也需要人工地在激光清洗设备中来设定激光清洗路径，加工操作较为不便。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，以实现对待加工工件的自动除锈处理，提高加工效率。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，包括如下步骤：（1）采用CCD相机采集待加工工件的表面图像；（2）将获得的所述图像的格式转换为HSV颜色模型；（3）根据所述待加工工件上锈斑区域对应的HSV色度值，提取生锈区域；（4）将所述图像灰度化，转换为灰度图；（5）将所述灰度图二值化，并将所述生锈区域设置为白色，其余区域转换为黑色；（6）将经步骤（5）处理获得的图像降噪处理；（7）绘制所述生锈区域的轮廓轨迹；所述激光清洗设备具有激光工作头，以及用于控制所述激光工作头在所述工作台上扫描路径的控制系统，所述控制系统根据所述步骤（7）获得的所述轮廓轨迹控制所述激光工作头对所述待加工工件的表面予以扫描清洗。优选地，所述步骤（2）中，先将步骤（1）获得的图像的格式由RGB模式转换为BGR模式，然后由BGR模式转换为HSV颜色模型。优选地，根据HSV[11,43,46]到HSV[25,255,255]提取获得所述生锈区域。优选地，所述步骤（5）中，将二值化后H值大于10的区域设置为白色，标记为所述的生锈区域。优选地，所述步骤（6）中，利用高斯滤波器去除图像中的噪声。优选地，所述步骤（6）之后，所述步骤（7）之前还包括步骤（6’）,利用小空洞填充算法填充小区域，使小区域被填充形成一个较大的整体。优选地，所述步骤（6’）中，利用5×5的卷积对图像进行膨胀和腐蚀处理，填充图像中的小空洞。优选地，所述步骤（7）中，使用Candy算法识别生锈区域的轮廓，并使用drawContours绘制所述轮廓的信息。优选地，所述激光清洗设备具有用于置放所述待加工工件的工作台、用于拍照的所述CCD相机，以及至少具有图像处理系统的计算机，所述控制系统集成在所述计算机中。进一步地，所述激光清洗设备还包括用于驱使所述工作台水平运动的第一驱动装置，以及用于驱使所述激光工作头转动而改变出光角度的第二驱动装置，所述控制系统与所述第一驱动装置及第二驱动装置之间信号连接。由于上述技术方案的运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点：在对待加工工件予以除锈处理时，只需要将待加工工件置放在工作台上，启动激光清洗设备的电源，CCD相机即对工作台上的待加工工件自动拍照，随后由图像处理系统对图像予以处理从而获取待加工工件上生锈区域的轮廓轨迹信息，随后由控制系统根据该轮廓轨迹信息来控制激光工作头工作，便可对生锈区域按照一定的轨迹来投射激光束而进行除锈加工，实现了对待加工工件的自动除锈加工处理，大幅地提升了除锈加工效率。附图说明附图1为本专利技术采用的激光清洗设备的示意图；附图2为本专利技术的清洗路径自动监测方法的流程图；附图3为本实施例中图像处理过程中将图像转换为灰度图后的示意图；附图4为本实施例中图像处理过程中将生锈区域以白色标记的示意图；附图5为本实施例中图像处理过程中绘制生锈区域的轮廓轨迹的示意图；其中：1、工作台；2、第一驱动装置；3、激光工作头；4、第二驱动装置；5、计算机；6、CCD相机。具体实施方式下面结合附图和具体的实施例来对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。参见图1所示的激光清洗设备，包括用于置放待加工工件的工作台1、用于驱使工作台水平运动以在XOY平面内运动的第一驱动装置2、用于发出激光的激光工作头3、用于驱使激光工作头3转动而改变出光角度的第二驱动装置4，以及用于拍照的CCD相机6、内部集成有图像处理系统的计算机5，计算机5内还集成有控制系统，该控制系统用于控制激光工作头3在工作头2上的扫描路径，该控制系统与第一驱动装置2及第二驱动装置4信号连接，以使得第一驱动装置2与第二驱动装置4协同作用而使得激光工作头3在工作台1上按照预设轨迹投射激光束而对工作台1上的待加工工件予以除锈加工。该激光清洗设备采用如下的清洗路径自动监测方法：（1）通过CCD相机6采集待加工工件的表面图像；此处CCD相机6安装在激光工作头3的一侧并位于工作台2的上方，将待加工工件置放至工作台2上，启动激光清洗设备的电源后，CCD相机即可开始采集图像。（2）将获得的图像的格式转换为HSV颜色模型；在该步骤中，先将步骤（1）中获得的图像的格式由RGB模式转换为BGR格式，然后再由BGR格式转换为HSV颜色模型。（3）根据待加工工件上锈斑区域对应的HSV色度值，提取生锈区域；在该步骤中，根据HSV[11,43,46]到HSV[25,255,255]提取HSV颜色模型中的对应区域，即为锈斑所在的区域，作为生锈区域。（4）将图像灰度化，转换为灰度图，如图3所示；（5）将步骤（4）获得的灰度图二值化处理，并将步骤（4）获得的生锈区域设置为白色，将其余区域转换为黑色；在该步骤中，具体地，将二值化后H值大于10的区域设置为白色，该区域即为生锈区域；H值小于等于10的区域则设置为黑色，以此将生锈区域与其余区域区分开来，如图4所示。（6）将经步骤（5）处理获得的图像予以降噪处理；在降噪处理时，本实施例中利用高斯滤波器去除图像中的噪声。（6’）利用小空洞填充算法填充小区域，使小区域被填充形成一个较大的整体；在该步骤中，本实施例中利用5×5的卷积对图像进行膨胀和腐蚀处理，填充图像中的小空洞。（7）绘制生锈区域的轮廓轨迹；在该步骤中，本实施例中使用Candy算法识别生锈区域的轮廓，并使用drawContours绘制所述轮廓的信息，该轮廓的信息是指相应的位置信息，如图5所示。在获得上述轮廓信息后，控制系统即可根据该轮廓轨迹控制激光工作头3对待加工工件的表面予以扫描清洗，去除待加工工件表面的锈斑。综上，本专利技术的一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，在对待加工工件予以除锈处理时，只需要将待加工工件置放在工作台1上，启动激光清洗设备的电源，CCD相机即对工作台1上的待加工工件自动拍照，随后传送至计算机5的图像处理系统进行处理，从而获取生锈区域的轮廓轨迹及相应的位置信息，随后由控制系统接收该轮廓轨迹信息并控制第一驱动装置2与第二驱动装置4协同工作，使得激光工作头3向待加工工件的表面投射激光束而进行除锈加工，实现了对待加工工件的自动除锈加工处理，大幅地提升了除锈加工效率。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并加以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围，凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）采用CCD相机采集待加工工件的表面图像；（2）将获得的所述图像的格式转换为HSV颜色模型；（3）根据所述待加工工件上锈斑区域对应的HSV色度值，提取生锈区域；（4）将所述图像灰度化，转换为灰度图；（5）将所述灰度图二值化，并将所述生锈区域设置为白色，其余区域转换为黑色；（6）将经步骤（5）处理获得的图像降噪处理；（7）绘制所述生锈区域的轮廓轨迹；所述激光清洗设备具有激光工作头，以及用于控制所述激光工作头在所述工作台上扫描路径的控制系统，所述控制系统根据所述步骤（7）获得的所述轮廓轨迹控制所述激光工作头对所述待加工工件的表面予以扫描清洗。

【技术特征摘要】
1.一种激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）采用CCD相机采集待加工工件的表面图像；（2）将获得的所述图像的格式转换为HSV颜色模型；（3）根据所述待加工工件上锈斑区域对应的HSV色度值，提取生锈区域；（4）将所述图像灰度化，转换为灰度图；（5）将所述灰度图二值化，并将所述生锈区域设置为白色，其余区域转换为黑色；（6）将经步骤（5）处理获得的图像降噪处理；（7）绘制所述生锈区域的轮廓轨迹；所述激光清洗设备具有激光工作头，以及用于控制所述激光工作头在所述工作台上扫描路径的控制系统，所述控制系统根据所述步骤（7）获得的所述轮廓轨迹控制所述激光工作头对所述待加工工件的表面予以扫描清洗。2.根据权利要求1所述的激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其特征在于：所述步骤（2）中，先将步骤（1）获得的图像的格式由RGB模式转换为BGR模式，然后由BGR模式转换为HSV颜色模型。3.根据权利要求1所述的激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其特征在于：根据HSV[11,43,46]到HSV[25,255,255]提取获得所述生锈区域。4.根据权利要求1所述的激光清洗设备的清洗路径自动监测方法，其特征在于：所述步骤（5）中，将二值化后H值大于10的区域设置为白色，标记为所述的生锈区域。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金聪，王明娣，潘煜，倪超，张文杰，倪玉吉，张晓，
申请(专利权)人：苏州贝亚敏光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32