[发明专利]检测装置、采用检测装置检测细隙焊道的控制方法及装置

说明书

本发明实施例提供检测装置、采用检测装置检测细隙焊道的控制方法及装置，其中检测装置包括传感器，用于检测细隙焊道，传感器包括壳体以及固定在壳体上的成像元件、十字激光光源和均匀漫射光源；位姿调节机构，与壳体和焊枪连接，位姿调节机构用于调整传感器与焊枪的相对位置；其中，十字激光光源用于发出十字激光投射在待焊工件的表面；均匀漫射光源用于发出亮度均匀的漫射光投射在待焊工件的表面；待焊工件表面的反射光进入成像元件成像。本发明实施例保证焊道始终在成像元件的视野范围中，另外，本发明实施例通过用十字激光光源代替现有的激光阵列，更容易判断激光投影中心点的位置，以便判断进而控制激光投影中心与焊缝的相对位置。

技术领域

本发明涉及焊接自动化技术领域，更具体地，涉及检测装置、采用检测装置检测细隙焊道的控制方法及装置。

背景技术

在焊接领域，机器人智能焊接已经成为一种重要趋势。在面对复杂空间曲线轨迹焊道时，与机器人连接的焊枪本身可以适应焊道的位姿变化，而如何通过视觉方式实时检测焊道位姿进而进行焊道跟踪仍是一个有待解决的问题。目前的焊道视觉检测装置往往与焊枪固接，检测装置与焊枪的偏移使得对复杂空间曲线轨迹焊道进行实时的视觉检测与跟踪存在困难。

此外，在一些领域(如航天领域)中，待焊工件的焊道坡口一般为间隙极小的I型对接坡口，且待焊工件表面反射率高，在对焊道进行视觉检测的过程中，强烈的镜面反射容易掩盖细隙焊道的主要特征信息，造成检测失败。

现有技术提供一种基于球面光源的强镜面反射工件细隙坡口检测装置及方法，该检测装置将激光阵列和球面光源交替点亮投射在工件表面上，并用成像元件同步拍摄不同光源点亮时的图像，通过激光阵列点亮时的图像获取激光阵列投影点附近工件表面的位姿，再通过球面光源点亮时的亮度均匀的图像获取焊道的二维信息，将二者结合以确定焊道的三维位姿。在该装置中，焊枪与成像元件的相对位置固定不变，在进行焊道的实时检测时，若焊道轨迹为复杂空间曲线，激光阵列在工件表面的投影点或焊道可能无法进入成像元件的视野范围，造成检测失败。

此外，该方法将激光阵列投影点所在的工件表面区域视为焊道所在的平面，在进行复杂空间曲线轨迹焊道实时检测时，若激光阵列在工件表面上的投影区域与焊道位置之间的偏差较大，则激光阵列投影点所在的工件表面区域可能无法准确代表焊道所在的工件表面区域，导致检测误差增大。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的检测装置、采用检测装置检测细隙焊道的控制方法及装置。

根据本发明的第一个方面，提供一种细隙焊道的检测装置，与焊枪连接，所述检测装置包括：

传感器，用于检测细隙焊道，所述传感器包括壳体以及固定在所述壳体上的成像元件、十字激光光源和均匀漫射光源；

位姿调节机构，与所述壳体和焊枪连接，所述位姿调节机构用于调整所述传感器与所述焊枪的相对位置；

其中，所述十字激光光源用于发出十字激光投射在待焊工件的表面；所述均匀漫射光源用于发出亮度均匀的漫射光投射在待焊工件的表面；所述待焊工件表面的反射光进入成像元件成像。

根据本发明的第二个方面，还提供一种采用上述检测装置检测装置检测细隙焊道的控制方法，包括：

在所述成像元件采集的图像上建立像素二维坐标系{P}；

获取当前周期内位姿调节机构的位姿V₁，计算当前周期内，位姿调节机构在任意位姿V时，细隙焊道的中心点Q在所述{P}中的坐标x_Q(V)以及十字激光光源的两个激光平面交线J在待焊工件表面的投影点L在所述{P}中的坐标x_L(V)；

将所述坐标x_Q(V)以及坐标x_L(V)代入预先构建的评价函数Y中，获得Y关于V的函数关系Y(V)；