The invention relates to the field of industrial manufacturing, in particular to a seam tracking system and method based on structured light vision sensor. The system comprises a gantry, a welding table and a welding torch, which is characterized in that the system comprises a laser vision sensor, a welding seam tracking and rectifying axis and a host computer; the method comprises the following steps: the laser vision sensor collects the welding seam image, transmits the welding seam image to the host computer, the host computer processes the welding seam image, extracts the welding seam center line and According to the center line feature points, the deviation between the welding torch and the weld center is calculated. According to the deviation, the weld tracking and correction axis movement is controlled to realize the real-time tracking of the weld. The invention has simple structure, strong adaptability, low cost and is suitable for large-scale promotion.
【技术实现步骤摘要】
一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统及方法
本专利技术涉及工业制造领域,更具体地,涉及一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统及方法。
技术介绍
焊接是制造业领域重要的加工技术,具有工作条件恶劣、工作量大及质量要求高等诸多特点。电弧焊和激光焊是焊接工业中较常见的焊接工艺方法,以电弧和激光束作为被控对象实现焊接自动控制是焊接自动化的一个重要手段。其中,精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的前提,即在整个焊接过程中必须控制激光束或者电弧使其始终与焊缝对中,否则就会造成报废。为此,需精确的自动检测出焊缝位置并实现自动跟踪。由于焊接是一门复杂的热加工工艺技术,工件在焊接过程中会产生热变形,并且在焊接过程中会出现强烈的辐射、弧光、烟尘、飞溅等干扰,使得在焊接过程中实现焊缝位置的精确检测相当困难。同时,焊缝装置机构误差、夹具装配误差和焊接过程焊接热变形等因素造成的焊缝路径实际上是三维曲线焊缝,涉及较为复杂的三维曲线跟踪问题。机器视觉检查设备作为工业自动化系统的重要组成部分,是一种用于工业现场,检测产品是否合格的设备,具有检测速度快、精度高、非接触、自动化程度高等一系列优势,该技术近年来被广泛用于轻工业、电子、半导体、制药和机械等众多领域,能够很好的满足现在加工制造业对检测的要求。机器视觉技术不但可以在传统加工制造业中代替人工作业,提高工业生产自动化水平、控制产品质量、提高劳动生产率,而且在许多常规检测方面无法实现的领域也起到有效的作用。而目前,国内外采用的焊缝跟踪系统大多都是基于传统PC的机器视觉系统,但是其成本过高,适应性 ...
【技术保护点】
1.一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,包括龙门架(4),焊接工作台(5)以及焊炬(6),其特征在于,所述的系统包括激光视觉传感器(2),焊缝跟踪纠偏轴(2)以及上位机(1);所述的激光视觉传感器(2)安装在焊缝跟踪纠偏轴(2)上,所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)安装于龙门架(4)上;所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)上安装有焊炬(6);所述的激光视觉传感器(2)、焊缝跟踪纠偏轴(2)分别与上位机(1)相连接;/n所述的激光视觉传感器(2)用于发射激光至焊缝上并采集焊缝的图像,将图像传递给上位机(1);/n所述的上位机(1)用于对采集到的图像进行分析,根据分析结果调节焊缝跟踪纠偏轴(2)的位置;/n所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)用于根据上位机(1)的指令调节焊炬(6)与焊件的位置。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,包括龙门架(4),焊接工作台(5)以及焊炬(6),其特征在于,所述的系统包括激光视觉传感器(2),焊缝跟踪纠偏轴(2)以及上位机(1);所述的激光视觉传感器(2)安装在焊缝跟踪纠偏轴(2)上,所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)安装于龙门架(4)上;所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)上安装有焊炬(6);所述的激光视觉传感器(2)、焊缝跟踪纠偏轴(2)分别与上位机(1)相连接;
所述的激光视觉传感器(2)用于发射激光至焊缝上并采集焊缝的图像,将图像传递给上位机(1);
所述的上位机(1)用于对采集到的图像进行分析,根据分析结果调节焊缝跟踪纠偏轴(2)的位置;
所述的焊缝跟踪纠偏轴(2)用于根据上位机(1)的指令调节焊炬(6)与焊件的位置。
2.根据权利要求1所述的一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统,其特征在于,所述的激光视觉传感器(2)包括相机(7)以及一字线结构光激光器(8);所述的相机(7)与一字线结构光激光器(8)分别与上位机(1)相连接。
3.一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪方法,所述的方法基于权利要求1~2任一项所述的系统,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:激光视觉传感器(2)采集焊缝的图像,将采集到的图像传输给上位机(1);
步骤S2:上位机(1)对采集到的图像进行预处理,对预处理后的图像提取出焊缝的中心线以及中心线的特征点;
步骤S3:上位机(1)基于中心线以及中心线的特征点进行偏差计算,得到焊炬(6)与焊缝中心的偏差量;
步骤S4:上位机(1)将偏差量传输给焊缝跟踪纠偏轴(2),焊缝跟踪纠偏轴(2)上根据偏差量调节焊炬(6)与焊缝的位置。
4.根据权利要求3所述的一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪方法,其特征在于,所述的步骤S2的具体步骤如下:
步骤S201:上位机(1)读取激光视觉传感器(2)采集到的焊缝的图像;
步骤S202:对图像进行灰度变换;
步骤S203:对图像中的目标区域进行提取以及滤波处理,...
【专利技术属性】
技术研发人员:高向东,马波,黄怡洁,季玉坤,
申请(专利权)人:广东工业大学,
类型:发明
国别省市:广东;44
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