[发明专利]基于同步采图的焊接偏差测定方法、装置和自动焊接系统

说明书

本发明公开一种基于同步采图的焊接偏差测定方法、装置以及自动焊接系统，所述方法包括如下步骤：获取焊接区域内同一拍摄时间点的熔滴图像和焊缝图像；融合所述熔滴图像和焊缝图像，获得对应拍摄时间点的熔池图像；获得对应不同拍摄时间点的多帧所述熔池图像；根据多帧所述熔池图像，确定基准熔池图像和待测熔池图像；分别提取所述基准熔池图像和所述待测熔池图像中的焊丝尖端位置信息和焊缝位置信息；根据所述基准熔池图像和所述待测熔池图像的焊丝尖端位置信息和焊缝位置信息，计算获得焊接偏差值。所述装置和自动焊接系统均应用到本发明的方法。本发明实现可在线监测熔滴和焊缝的位置，降低自动焊接设备的成本，同时提高焊缝跟踪的精度。

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，特别涉及一种基于同步采图的焊接偏差测定方法、装置和自动焊接系统。

背景技术

近年来，随着科学技术的进步，自动焊接得到了快速的发展。自动焊接的核心问题在于如何实现焊缝的精准跟踪引导，进而实时控制焊枪的运动轨迹，以满足焊接质量的要求，目前机器视觉方法已有较多的应用，主要包括激光前置引导和熔池实时监控两种方式，均可进行焊缝的精准跟踪引导。

对于石油化工施工现场的管道和压力容器而言，采用无轨全位置爬行式焊接机器人，可以摆脱轨道的束缚，能够进行全位置焊接，更加适用于复杂环境下的施工现场。然而在焊接过程中，无轨全位置爬行式焊接机器在重力和缆线的牵引下会产生偏移，且偏移量和偏移角度无法确定。因此采用激光前置引导的主动视觉传感和控制技术，引入的超前监测误差无法通过滞后控制的方式消除，导致跟踪精度较低。而被动视觉传感采用直接观测熔池图像的方法，不存在超前监测误差，可以提高跟踪的精度，但势必会受到弧光的干扰，导致熔池图像画面不清晰，解决弧光的干扰是其面临的首要问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于同步采图的焊接偏差测定方法、装置和自动焊接系统，旨在解决现有的无轨全位置爬行式焊接机器人采用主动视觉传感方法时跟踪精度较低、采用被动视觉传感时受到弧光的干扰而导致熔池图像画面不清晰的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于同步采图的焊接偏差测定方法，包括如下步骤：

获取焊接区域内同一拍摄时间点的熔滴图像和焊缝图像；

融合所述熔滴图像和焊缝图像，获得对应拍摄时间点的熔池图像；

获得对应不同拍摄时间点的多帧所述熔池图像；

根据多帧所述熔池图像，确定基准熔池图像和待测熔池图像；

分别提取所述基准熔池图像和所述待测熔池图像中的焊丝尖端位置信息和焊缝位置信息；

根据所述基准熔池图像和所述待测熔池图像的焊丝尖端位置信息和焊缝位置信息，计算获得焊接偏差值。

可选地，所述根据多帧所述熔池图像，确定基准熔池图像和待测熔池图像的步骤包括：

建立多帧所述熔池图像对应的时间轴；

根据所述时间轴，确定预设拍摄时间点；

判断所述熔池图像对应的时间点是否超过所述预设拍摄时间点；

在判定所述熔池图像对应的拍摄时间点超过预设拍摄时间点时，确定所述熔池图像为待测熔池图像；

在判定所述熔池图像对应的拍摄时间点不超过预设拍摄时间点时，确定所述熔池图像为基准熔池图像。

可选地，所述预设时间点为所述时间轴上对应焊枪在所述焊接区域内起弧后的第二个拍摄时间点；

所述基准熔池图像包括分别与所述焊接区域内起弧后的第一个拍摄时间点和第二个拍摄时间点对应的第一基准图像和第二基准图像。