[发明专利]角焊缝的焊接方法

权利要求书

1.一种角焊缝的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用点激光测距方法对焊缝扫描；

采用优化算法，确定角焊缝结合面

依靠剖切面计算焊枪的姿态形成机器人轨迹点；

确定轨迹点，实现焊缝机器人精准焊接；其中，优化算法包括如下步骤：

提取焊缝图像二值化阈值操作；滤波操作；提取焊缝特征点操作；

所述提取焊缝图像二值化阈值是实现激光与背景光和电弧光之间的分离，采取合适的抽取阈值算法将背景光的强度与电弧光的强度降低到阈值之下，而激光的强度则是调整到阈值之上，然后再对图像使用二值化程序进行相应地处理，从而获得只存在激光的焊缝特征图像。

2.根据权利要求1所述角焊缝的焊接方法，其特征在于：

所述滤波操作是去除在经过焊缝图像二值化阈值操作后图像中还剩下的中值滤波的干扰，并结合结构光图像的特点实现对孤立光斑的判断以及消除，以左右激光的图像为依据将中心线提取出来。

3.根据权利要求2所述角焊缝的焊接方法，其特征在于：

所述提取焊缝特征点操作，是检测线段；

采用焊缝跟踪控制算法，在分析焊缝图像特征的时候，具有倾斜直线的图像通过斜率曲线得以反映，因为同一直线像素点的斜率几乎是不变的，只有在线段的边沿位置或者是线段发生了转折的情况下才会出现斜率的大幅度波动或者跳变。

4.根据权利要求1所述角焊缝的焊接方法，其特征在于：

焊接步骤如下：

开始；

步骤1，图像采集；

步骤2，图像处理、焊缝特征信息提取；

步骤3，判定特征信息是否匹配；实物状态和形状检测值与产品理论夹角值的对比，特征信息匹配，执行步骤7，否则执行步骤4；

步骤4，搜索次数n++横向校正量+或-1步长，焊接方向上对信息采集次数的累加；

步骤5，横向校正量输出给机器人；

步骤6，判定设定步数是否大于n++,设定步数大于n++执行步骤1，否则执行步骤12；

步骤7，计算横向校正量及高度校正量；

步骤8，横向校正量及高度校正量输出给机器人；

步骤9，判定跟踪是否结束，结束执行步骤12，否则执行10；

步骤10，图像采集；

步骤11，图像处理、焊缝特征信息提取后执行步骤7；

步骤12，输出报警信息；

结束。

5.根据权利要求1所述角焊缝的焊接方法，其特征在于：

半导体激光器被镜片聚焦到被测物体；反射光被镜片收集，投射到CCD阵列上；信号处理器通过三角函数计算阵列上的光点位置得到距物体的距离。

6.根据权利要求1所述角焊缝的焊接方法，其特征在于：

剖切面方程为：

Ax+By+Cz+D＝0 (1)

根据检测焊缝的位置点确定直线方程：

为找出与剖切面相交的三角形面元并计算交点，提出面元节点到剖切面距离判定法：分别求出每个三角形面元节点到剖切面距离的算术值d1、d2、d3，当d值为以下4种情况之一时，根据式(1)和式(2)计算出交点：

b类面元：d1、d2、d3正负不一致；

c类面元：d1、d2、d3其中有一个值为0，另两个正负不一致；

d类面元：d1、d2、d3中有两个值为0；

e类面元：d1、d2、d3其中有一个值为0，另两个正负一致；

d类和e类 面元与剖切面的交点可直接得到，b类和c类面元与剖切面的交点通过面元节点确定的直线方程和剖切面方程获得；

由节点到剖切面的距离算术值表示为：

由式(1)、(2)可得直线与剖切面的交点：

该数学方程式转换为C++语音，再通过程序软件转换为机器人可识别语言校对机器人焊接姿态，从而进行有效焊接。