基于图像识别技术的全自动焊接系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于图像识别技术的全自动焊接系统，其微机内设有中央处理器、焊接控制单元、三维运动控制单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊点图像对比分析单元、工件焊点定位单元、焊点位置存贮单元和计算分析单元。焊点图像存贮单元连接垂直CCD摄像头；焊点图像识别单元的数据输入端连接焊点图像存贮单元，其数据输出端连接焊点图像对比分析单元；焊点图像对比分析单元的数据输出端接在工件焊点定位单元上，工件焊点定位单元的数据输出端与计算分析单元相连；计算分析单元数据输出端连接在三维运动控制单元上。因而实现了真正意义上的全自动焊接过程、提高了生产效率和焊接质量、降低了工人劳动强度。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种自动焊接系统，具体涉及一种基于图像识别技术的全自动焊 接系统。
技术介绍
授权公告号为CN100351721C的中国技术专利公开了一种“具有显微图像自 动计算定位系统的焊接设备及其运行方法”，包括带有鼠标和显示屏的微机、以及与之相连 的显微光学装置、设置在显微光学装置目镜上的CXD摄像头、三维伺服电机和工作台组成 的三维伺服机构、及超声波焊接装置。CXD摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入 微机。微机直接控制显微光学装置的显微放大倍数自动调节机构确定显微光学装置的放大 倍数。三维伺服机构中的三维伺服电机根据微机指令带动工作台运动。微机控制超声波焊 接装置完成拉线与超声波焊接。在第一块被焊工件焊接时，采用鼠标在屏幕上逐个点击确 定被焊工件图像的焊点所在位置并存入微机，微机根据鼠标点击的位置，计算各焊点与焊 针对正达到焊接位置时三维伺服机构所需的运动曲线，控制三维伺服机构顺序带动被焊工 件运动、使各焊点依次达到焊接位置、被焊工件所处方位、控制焊接装置完成焊接所需的各 工作步骤；再焊接相同规格的被焊工件时，先以鼠标点击屏幕当前被焊工件图像基准点确 定待焊被焊工件方位，微机自动调用存贮的第一块被焊工件的相关数据，自动计算待焊被 焊工件各焊点数据并完成定位焊接。由于上述设备在每次更换不同的被焊工件时，均需要 工人用鼠标重新在屏幕上逐个点击来确定被焊工件图像的焊点所在位置，而不能实现焊点 的自动捕捉；因而在具体操作过程中，就会出现以下问题由于分布在被焊工件立体空间 上的焊点数量一般都比较多、面积相对较小，这就要求工人在进行鼠标点击确定焊点位置 时精力高度集中。若稍有不慎，就容易出现漏点或错点一个甚至是多个焊点的情形。这不 仅增加了工人的劳动强度、降低了工作效率；而且一旦出现漏点或错点焊点时，微机所计算 出的各焊点与焊针对正达到焊接位置时三维伺服机构所需的运动曲线便会出现偏差，进而 影响整个焊接过程，导致其焊接结果出现错误、焊接质量难以保证。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是现有自动焊接系统工作效率低、焊接质量难以 保证的不足，提供一种基于图像识别技术的全自动焊接系统。为解决上述问题，本技术所设计的一种基于图像识别技术的全自动焊接系 统，主要由微机、以及与微机相连的三维伺服机构、垂直光学装置和焊接装置所构成；其中 微机上带有键盘、鼠标和显示屏；三维伺服机构包括固定被焊工件的工作台和控制工作台 运动的三维伺服电机；垂直光学装置与三维伺服机构上固定的被焊工件的操作面相对，其 主要由显微光学装置和设置在显微光学装置目镜上的垂直CXD摄像头组成；垂直光学装置 的垂直CCD摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入微机；所述微机内设有中央处 理器、以及与之相连的焊接控制单元、三维运动控制单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊点图像对比分析单元、工件焊点定位单元、焊点位置存 贮单元和计算分析单元；焊接控制单元连接焊接装置，三维运动控制单元连接三维伺服电 机；显微放大倍数记录单元连接垂直光学装置的显微光学装置；焊点图像存贮单元连接垂 直光学装置的垂直CCD摄像头；焊点图像识别单元的数据输入端连接焊点图像存贮单元， 其数据输出端连接焊点图像对比分析单元；焊点图像对比分析单元的数据输出端接在工件 焊点定位单元上，工件焊点定位单元的数据输出端与计算分析单元相连；计算分析单元数 据输出端连接在三维运动控制单元上。上述基于图像识别技术的全自动焊接系统还进一步包括有Z轴水平光学系统，该 Z轴水平光学系统包括校正光源和水平CXD摄像头，以及设在在微机内的Z轴水平校正单 元；水平C⑶摄像头与微机内的Z轴水平校正单元相连；校正光源和水平CXD摄像头均与被 焊工件的校正面相对，其Z轴水平光学系统所对被焊工件的校正面与垂直光学装置所对被 焊工件的操作面相垂直；上述方案所述微机内还设有补焊单元，该补焊单元与焊接装置及三维伺服机构相 连。与现有技术相比，本技术具有如下特点1、基于图像自动识别技术，通过微机自动捕捉和定位被焊工件立体空间上的各个 焊点，同时具有自动图像计算、分析和控制定位功能，控制系统通过光学系统直接从显微图 像上获取数据，对每一件待焊的芯片和支架焊点坐标进行即时计算，再控制三维伺服机构 将焊点送到焊针下进行自动化焊接；无需工人手动捕获和定位焊点，从而实现了的真正意 义上的全自动焊接过程；2、Z轴水平光学系统会自动保存第一次校准参数，以使系统能够对再次固定在工 作台上、并具有相同规格的被焊工件进行自动水平校正，这样既减小了工人的劳动强度、提 高了工作效率，又提高了被焊工件的校正的精度；3、系统具备的自动补焊功能能够减少因焊点有胶焊接不上线或焊线断裂等问题 的发生几率。附图说明图1为本技术一种基于图像识别技术的全自动焊接系统的结构框图；图2为微机内部原理框图；图3为本技术一种基于图像识别技术的全自动焊接系统的运行方法的程序 框图。具体实施方式本技术一种基于图像识别技术的全自动焊接系统的结构框图如图1所示，其 主要由微机、以及与微机相连的三维伺服机构、垂直光学装置和焊接装置所构成；其中微机 上带有键盘、鼠标和显示屏。三维伺服机构包括固定被焊工件的工作台和控制工作台运动 的三维伺服电机。垂直光学装置与三维伺服机构上固定的被焊工件的操作面相对，其主要 由显微光学装置和设置在显微光学装置目镜上的垂直CXD摄像头组成。垂直光学装置的垂 直CXD摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入微机。键盘和鼠标用于预设系统相关参数，并用鼠标点击被焊工件立体空间上的一个焊点作为起始基准点。上述所述微机内设有中央处理器、以及与之相连的焊接控制单元、三维运动控制 单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊点图像对比分析 单元、工件焊点定位单元、焊点位置存贮单元和计算分析单元；焊接控制单元连接焊接装 置，三维运动控制单元连接三维伺服电机；显微放大倍数记录单元连接垂直光学装置的显 微光学装置；焊点图像存贮单元连接垂直光学装置的垂直CCD摄像头；焊点图像识别单元 的数据输入端连接焊点图像存贮单元，其数据输出端连接焊点图像对比分析单元；焊点图 像对比分析单元的数据输出端接在工件焊点定位单元上，工件焊点定位单元的数据输出端 与计算分析单元相连；计算分析单元数据输出端连接在三维运动控制单元上。中央处理器 的控制端与上述各单元相连，用于完成整个微机的核心控制。焊接控制单元控制焊接装置 完成焊接所需的各工作步骤。三维运动控制单元控制三维伺服电机的运行。显微放大倍数 记录单元记录存贮显微光学装置的放大倍数。焊点图像存贮单元将垂直CCD摄像头获取的 被焊工件的图像信息进行存贮。焊点图像识别单元用于自动识别出焊点图像存贮单元内存 贮的被焊工件的图像上的焊点。焊点图像对比分析单元将焊点图像识别单元识别出的焊点 与通过键盘键入的焊点参数信息进行比对，滤除干扰信息，保留有效焊点信息。工件焊点定 位单元将焊点图像对比分析单元保留下的焊点信息进行定位存储。计算分析单元根据焊点 位置存贮单元存贮的各焊点定位后的位置数据，计算被焊工件运动曲线，送入三维运动控 制单元，向三维伺服本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于图像识别技术的全自动焊接系统，主要由微机、以及与微机相连的三维伺服机构、垂直光学装置和焊接装置所构成；其中微机上带有键盘、鼠标和显示屏；三维伺服机构包括固定被焊工件的工作台和控制工作台运动的三维伺服电机；垂直光学装置与三维伺服机构上固定的被焊工件的操作面相对，其主要由显微光学装置和设置在显微光学装置目镜上的垂直ＣＣＤ摄像头组成；垂直光学装置的垂直ＣＣＤ摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入微机；其特征在于：所述微机内设有中央处理器、以及与之相连的焊接控制单元、三维运动控制单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊点图像对比分析单元、工件焊点定位单元、焊点位置存贮单元和计算分析单元；焊接控制单元连接焊接装置，三维运动控制单元连接三维伺服电机；显微放大倍数记录单元连接垂直光学装置的显微光学装置；焊点图像存贮单元连接垂直光学装置的垂直ＣＣＤ摄像头；焊点图像识别单元的数据输入端连接焊点图像存贮单元，其数据输出端连接焊点图像对比分析单元；焊点图像对比分析单元的数据输出端接在工件焊点定位单元上，工件焊点定位单元的数据输出端与计算分析单元相连；计算分析单元数据输出端连接在三维运动控制单元上。...

【技术特征摘要】
1.基于图像识别技术的全自动焊接系统，主要由微机、以及与微机相连的三维伺服机 构、垂直光学装置和焊接装置所构成；其中微机上带有键盘、鼠标和显示屏；三维伺服机构 包括固定被焊工件的工作台和控制工作台运动的三维伺服电机；垂直光学装置与三维伺服 机构上固定的被焊工件的操作面相对，其主要由显微光学装置和设置在显微光学装置目镜 上的垂直CXD摄像头组成；垂直光学装置的垂直CXD摄像头将显微光学装置放大的被焊工 件图像送入微机；其特征在于所述微机内设有中央处理器、以及与之相连的焊接控制单 元、三维运动控制单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊 点图像对比分析单元、工件焊点定位单元、焊点位置存贮单元和计算分析单元；焊接控制单 元连接焊接装置，三维运动控制单元连接三维伺服电机；显微放大倍数记录单元连接垂直 光学装置的显微光学装置；焊点图像存贮单元连接垂直光...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光，
申请(专利权)人：李光，
类型：实用新型
国别省市：45