[发明专利]三维智能激光视觉跟踪焊接系统及使用方法

说明书

技术领域

本发明及一种视觉跟踪系统，具体涉及一种三维智能激光视觉跟踪焊接系统及使用方法。

背景技术

目前公知的激光视觉跟踪焊接系统主要有激光“直线”和点扫描跟踪系统两种方法。这种跟踪系统由传感器的激光头射出一束直线光斑，这种光斑在焊缝出呈现不连续图案，不连续点就是焊缝位置，由于这种“直线“的图像无法反映焊缝的突变，所以这种跟踪系统仅适用于焊缝曲线变化较小的特例。

本视觉跟踪系统的圆环形光斑不但可以用于弧形、钝角突变及锐角突变等各种曲线的检测，而且可以检测到焊缝附近焊件的高度分布及环形光斑相对于焊接平面的角度。可以用于三维焊接。

发明内容

本申请解决的主要问题是提供一种三维智能激光视觉跟踪焊接系统及使用方法，以解决无法实现的的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种三维智能激光视觉跟踪焊接系统,其特征在于：包括：视觉传感器、行走单元和智能控制单元、焊机，

所述视觉传感器采集的焊缝信息输出到智能控制单元，智能控制单元对该信息进行处理后分别给行走单元和焊机下达行走和焊接指令。

进一步地，所述视觉传感器，包括：激光器、高速摄像机，所述激光器射出光线照射在焊件表面上，高速摄像机对光环进行采样和处理，通过光环的尺寸变化来确定焊件表面三维结构的高度及相对于传感器的角度。

进一步地，所述智能控制单元，包括：学习模块，所述学习模块，焊缝进行预先扫描学习，记录焊缝特征。

本发明还提供了一种用权利要求1所述的三维智能激光视觉跟踪焊接系统的使用方法，其特征在于包括如下步骤：(1)视觉传感器采集的焊缝信息；(2)把视觉传感器采集的焊缝信息输出到智能控制系统；(3)智能控制系统对该信息进行处理后分别给行走系统和焊机下达行走和焊接指令。

进一步地，所述步骤(1)，包括：视觉传感器的激光器射出一束发散角为θ的圆环形光斑，视觉传感器的高速摄像机对圆环形光斑进行采样和处理，通过圆环形光斑的尺寸变化来确定焊件表面三维结构的高度及相对于传感器的角度。

进一步地，所述步骤(1)中的圆环形光斑扫过焊件的焊缝时，焊缝的缺损造成光环在传感器探头的成像的缺损，对缺损点的计算处理就可以得到焊缝的坐标，进而可实现对焊缝的图像跟踪。

进一步地，所述步骤(1)中圆环形光斑扫过焊件的焊缝时，旋转系统，根据所述缺损位置变化，实现对焊缝的图像跟踪。

进一步地，所述步骤(2)，包括：对焊缝进行预先扫描学习，记录焊缝特征，根据焊缝特征设定特定的程序来处理特定的焊接问题。

在实际应用中，可以把焊枪的焊点设计在圆环形光斑的中心，并且把它作为旋转轴的旋转中心，以该中心作为坐标原点，可以简化坐标变换的数学计算和控制。在这种情况下，部分圆环形光斑会受遮挡，成为一个圆弧，而不是圆环，但不影响其工作原理和使用方法。

与现有技术相比，本发明所述的三维智能激光视觉跟踪焊接系统及使用方法，达到了如下效果：

(1)系统设计简单，实用性强，成本低；

(2)解决了三维焊接视觉跟踪的技术难题；

(3)应用广泛，该系统不仅可用于焊接领域，还可以用于导航、勘探等其他领域。

(4)操作简单，使用方便，具有极大的市场推广价值。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例1所述的三维智能激光视觉跟踪焊接系统的结构示意图。

图2是本发明实施例2所述的三维智能激光视觉跟踪焊接系统的结构示意图。

图3为本发明实施例4系统获得焊缝信息时圆环形光斑的示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。