一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，包括：日常图像采集模块与焊接图像采集模块相连接，并呈轴对称性安装；所述日常图像采集模块与所述焊接图像采集模块连接形成的两个单摄像头熔池图像采集装置通过金属安装支架进行连接，形成熔池图像平行式采集装置；以及，调焦电机置于所述两个单摄像头熔池图像采集装置之间，并通过所述金属安装支架进行连接固定。本实用新型专利技术具有双摄像头同步自动聚焦、采集焊接信息完整、操作简单和可靠性高等优点。和可靠性高等优点。和可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统


[0001]本技术涉及图像处理的
，尤其涉及一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统。

技术介绍

[0002]随着工业化的发展，焊接技术在航天工程、船舶制造、车辆工程、核工业建设、工程建造等领域的重要性愈发突出。焊接作为一门永久性连接金属材料的工艺方法，在制造大型结构或复杂地机器部件时，更显优越。熔池是焊接过程中形成的池状形液态金属区域，其内包含了大量的信息，可以用来预测熔深、焊缝形状、焊缝缺陷等。因此，使用视觉传感技术实时采集熔池图像是有效提高焊接自动化和智能化水平的关键技术之一。
[0003]在焊接领域中，同其他传感技术相比，视觉传感技术具有非接触、信息量大、抗干扰能力强、通用性好和易于智能化等优点。例如，在制造核反应堆压力容器时，为防止核反应堆压力容器开裂造成核电站辐射泄露事故，对于焊接质量的要求远高于常规压力容器，使用视觉传感器实时监测焊接时熔池的状态，根据熔池形貌实时调整焊接参数可保证核反应堆压力容器达到规定标准。视觉传感技术目前是最能够直接反应焊接状态且应用最广泛的传感技术之一。
[0004]视觉传感技术可分为被动视觉传感技术和主动视觉传感技术。被动视觉传感技术是指利用熔池对电弧光的反射或熔池的自身发光采集熔池图像，优点是降低了熔池图像采集装置的成本，但是会受到强烈弧光的干扰，无法获得清晰、完整的熔池图像。视觉传感器是视觉传感技术的主要光学器件，可分为CCD传感器和CMOS传感器。CMOS传感器阵列中传输的是电压信号，其像素单元中包含着积分电路结构，阵列中的每个像素由光电二极管或光电晶体管和源跟随器及时序开关等构成。CMOS传感器因其具有良好的集成性、低功耗、高速传输和高抗辐射等优点应用于图像和机器视觉等领域，如工业制造与检测、3D应用和航空航天等领域。
[0005]目前常用的熔池图像采集技术主要包括复合滤光技术、脉冲触发技术和高动态范围相机。复合滤光技术优点是可以滤去大量不必要的电弧光，缺点是会滤掉一部分熔池反射光线，使得图像中熔池区域较暗；脉冲触发技术仅适用于脉冲焊接方式，需要设计脉冲触发电路，结构复杂；高动态范围相机可以保留所有熔池区域的信息，但是会引入大量噪声，需要通过复杂的图像处理算法去除干扰，并且高动态范围相机价格高昂。

技术实现思路

[0006]本部分的目的在于概述本技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本技术的范围。
[0007]鉴于上述现有存在的问题，提出了本技术。
[0008]因此，本技术目的是提供一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，解决现有技术中出现的问题：目前常用的熔池图像采集技术主要包括复合滤光技术、脉冲触发技术和高动态范围相机。复合滤光技术优点是可以滤去大量不必要的电弧光，缺点是会滤掉一部分熔池反射光线，使得图像中熔池区域较暗；脉冲触发技术仅适用于脉冲焊接方式，需要设计脉冲触发电路，结构复杂；高动态范围相机可以保留所有熔池区域的信息，但是会引入大量噪声，需要通过复杂的图像处理算法去除干扰，并且高动态范围相机价格高昂。
[0009]为解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：日常图像采集模块与焊接图像采集模块相连接，并呈轴对称性安装；所述日常图像采集模块与所述焊接图像采集模块连接形成的两个单摄像头熔池图像采集装置通过金属安装支架进行连接，形成熔池图像平行式采集装置；以及，调焦电机置于所述两个单摄像头熔池图像采集装置之间，并通过所述金属安装支架进行连接固定。
[0010]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述日常图像采集模块包括摄像机镜头和摄像机模组，所述摄像机镜头和摄像机模组相连接。
[0011]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述焊接图像采集模块包括中性密度减光片、所述摄像机镜头、高通空间滤波器和所述摄像机模组，所述中性密度减光片、所述摄像机镜头、所述高通空间滤波器和所述摄像机模组依次进行连接。
[0012]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：调焦齿轮置于所述摄像机镜头中。
[0013]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述调焦电机与电机齿轮相连接。
[0014]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述调焦电机通过所述电机齿轮与所述调焦齿轮进行连接。
[0015]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述调焦电机为高精度混合步进电机，步进角度为0.9
°
。
[0016]作为本技术所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其中：所述金属安装支架的安装结构为刚性结构。
[0017]本技术的有益效果：本技术具有双摄像头同步自动聚焦、采集焊接信息完整、操作简单和可靠性高等优点。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0019]图1为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的模块结构示意图；
[0020]图2为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统
的整体结构示意图；
[0021]图3为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的日常图像采集模块结构示意图；
[0022]图4为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的焊接图像采集模块结构示意图；
[0023]图5为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的调焦电机结构示意图；
[0024]图6为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的金属安装支架示意图；
[0025]图7为本技术一个实施例中所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统的焊接图像采集模块和日常图像采集模块的转换关系示意图。
具体实施方式
[0026]为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通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，都应当属于本技术的保护的范围。
[0027]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其特征在于，包括：日常图像采集模块(100)与焊接图像采集模块(200)相连接，并呈轴对称性安装；所述日常图像采集模块(100)与所述焊接图像采集模块(200)连接形成的两个单摄像头熔池图像采集装置通过金属安装支架(300)进行连接，形成熔池图像平行式采集装置；以及，调焦电机(400)置于所述两个单摄像头熔池图像采集装置之间，并通过所述金属安装支架(300)进行连接固定。2.如权利要求1所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其特征在于：所述日常图像采集模块(100)包括摄像机镜头(101)和摄像机模组(102)，所述摄像机镜头(101)和摄像机模组(102)相连接。3.如权利要求2所述的基于分时复用的熔池图像平行式采集系统，其特征在于：所述焊接图像采集模块(200)包括中性密度减光片(201)、所述摄像机镜头(101)、高通空间滤波器(202)和所述摄像机模组(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：初凤红，温豪，曾俊冬，卞正兰，胡安铎，黄琼，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：新型
国别省市：