[发明专利]一种复杂焊缝跟踪装置及方法

权利要求书

1.一种基于复杂焊缝跟踪装置实现焊缝跟踪的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：获取焊缝图像；

步骤2：处理图像，获取焊缝边缘信息和激光三维视觉传感器中心点坐标信息；

步骤3：根据激光三维视觉传感器视野内的焊缝偏离激光三维视觉传感器中心的距离，计算出激光三维视觉传感器中心调节至焊缝位置需要旋转的角度；

步骤4：将角度信息转化为电信号，传递给步进电机从而控制步进电机的旋转方向和转速，使步进电机围绕焊枪旋转，带动激光三维视觉传感器围绕焊枪旋转，完成焊缝跟踪过程；

其中，三维激光视觉传感器的中心点坐标设为O，焊枪为落在焊缝位置所在的曲线上的一个点，坐标为Q，过O点垂直于三维激光视觉传感器与焊枪连线OQ方向做垂线，与曲线焊缝交于一点P，连接PQ点，角OQP为三维激光视觉传感器需要旋转的角度；

将焊缝图像像素坐标内的O点和P点转换到空间坐标内，获得O点与P点的距离OP，利用OP与三维激光视觉传感器中心到焊枪的距离OQ之比，通过反正切函数计算出角OQP，即三维激光视觉传感器中心旋转到焊缝上需要调节的角度；

其中，复杂焊缝跟踪装置包括与焊枪轴线平行的步进电机，步进电机朝向远离焊枪的一侧连接激光三维视觉传感器，焊枪固定连接有齿圈，齿圈与齿轮啮合，步进电机的输出轴连接齿轮，通过步进电机带动齿轮旋转，将旋转运动经齿轮和齿圈的啮合传递，使步进电机和激光三维视觉传感器绕焊枪的轴线旋转，确保焊缝处于激光三维视觉传感器拍摄范围。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述焊枪位于焊缝上方空间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述焊枪、步进电机和激光三维视觉传感器的轴线均垂直于焊缝所在平面。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：所述焊枪、步进电机和激光三维视觉传感器的轴线相互平行。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述激光三维视觉传感器取景面的几何中心点，在激光三维视觉传感器围绕焊枪轴线转动时，落在以焊枪为圆心的圆上。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述焊枪通过旋转轴与步进电机连接。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述旋转轴的两端分别与焊枪和步进电机转动连接。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1之前，还具有坐标系转换过程，具体为：先将像素坐标转化为激光三维视觉传感器坐标，再由激光三维视觉传感器坐标转化为焊枪坐标。