[发明专利]一种氩弧焊焊缝跟踪系统及方法

说明书

本发明公开了一种氩弧焊焊缝跟踪系统及方法，包括控制系统以及与所述控制系统电连接的焊接机器人、视觉传感系统、焊接电源；所述控制系统包括图像处理模块、焊枪路径设置模块、焊枪姿态调整模块和焊接专家模块；所述焊枪路径设置模块用于根据输入的焊接条件设定焊枪路径，并通过所述焊接专家模块设置焊接参数；所述视觉传感系统用于获取焊缝图像信息；所述图像处理模块用于对所述焊缝图像信息进行图像处理，提取焊缝边界，并根据边界拟合函数计算熔池中心点和焊缝中心线的偏差值；所述焊枪姿态调整模块根据所述偏差值调整焊枪姿态，使焊枪始终对准焊缝中心线，从而提高自动焊接的精度。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体是一种氩弧焊焊缝跟踪系统及方法。

背景技术

焊接是制造业领域重要的加工技术，具有工作条件恶劣、工作量大及质量要求高等诸多特点。电弧焊和激光焊是焊接工业中较常见的焊接工艺方法，以电弧和激光束作为被控对象实现焊接自动控制是焊接自动化的一个重要手段。其中，精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的前提，即在整个焊接过程中必须控制激光束或者电弧使其始终与焊缝对中，否则就会造成报废。

传统焊接环境下，焊接工作存在劳动强度大、焊接质量不稳定和焊接效率低等问题。自动焊接技术具有焊接效率高、焊接质量稳定等优点，还可降低焊工得职业病的危险，因而在焊接领域得到越来越多的重视和应用。

自动焊接技术需要在焊接时需要获得焊缝实时位置和尺寸信息，以及时控制焊枪位置，保证焊枪对中，提高焊缝的稳定性。由于焊接是一门复杂的热加工工艺技术，工件在焊接过程中会产生热变形，并且在焊接过程中会出现强烈的辐射、弧光、烟尘、飞溅等干扰，使得在焊接过程中实现焊缝位置的精确检测相当困难。

机器视觉检查设备作为工业自动化系统的重要组成部分，是一种用于工业现场，检测产品是否合格的设备，具有检测速度快、精度高、非接触、自动化程度高等一系列优势，该技术近年来被广泛用于轻工业、电子、半导体、制药和机械等众多领域，能够很好的满足现在加工制造业对检测的要求。机器视觉技术不但可以在传统加工制造业中代替人工作业，提高工业生产自动化水平、控制产品质量、提高劳动生产率，而且在许多常规检测方面无法实现的领域也起到有效的作用。而目前，国内外采用的焊缝跟踪系统大多都是基于传统PC的机器视觉系统，但是其成本过高，适应性差，不合适大规模推广。

公开号为CN110480127A的专利公开了一种基于结构光视觉传感的焊缝跟踪系统及方法；所述系统包括龙门架，焊接工作台以及焊炬，所述的系统包括激光视觉传感器焊缝跟踪纠偏轴以及上位机；所述的方法包括以下步骤：由激光视觉传感器采集焊缝图像，并将焊缝图像传送到上位机，上位机对焊缝图像进行处理，提取出焊缝中心线以及中心线特征点，根据中心线特征点计算出焊炬与焊缝中心的偏差量，根据偏差控制焊缝跟踪纠偏轴运动，实现焊缝的实时跟踪。该专利中的图像处理算法和计算偏差量的算法较为复杂，计算速度慢，且其采用激光视觉传感器来采集焊缝图像，成本较高，图像处理更复杂。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提供一种氩弧焊焊缝跟踪系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种氩弧焊焊缝跟踪系统，包括控制系统以及与所述控制系统电连接的焊接机器人、视觉传感系统、焊接电源；

所述控制系统包括图像处理模块、焊枪路径设置模块、焊枪姿态调整模块和焊接专家模块；

所述焊枪路径设置模块用于根据输入的焊接条件设定焊枪路径，并通过所述焊接专家模块设置焊接参数；

所述视觉传感系统用于获取焊缝图像信息；

所述图像处理模块用于对所述焊缝图像信息进行图像处理，提取焊缝边界，并根据边界拟合函数计算熔池中心点和焊缝中心线的偏差值；

所述焊枪姿态调整模块根据所述偏差值调整焊枪姿态，使焊枪始终对准焊缝中心线；