激光视觉焊缝跟踪系统结构详解

  生产制造的不断发展，对于产品焊接技术的要求也是越来越高，为了提升焊接产品的质量，以及降低劳动工人的劳动强度和工作环境。焊接自动化是一个重要方向，但是因为不少焊接作业都有特殊性，焊接工件容易变形，或者拼接不一致，这都给自动焊接增加了难题。焊缝跟踪系统就是专门研发出来处理此类问题的，我们一起来看下激光视觉焊缝跟踪系统的结构。

  激光视觉跟踪系统结构

  激光器作为结构光源,以预定的角度将激光条纹投影到传感器下部的工作表面，CCD直接观察在传感器下部的条纹。传感器以预先设定的距离安装在焊枪前部,因此它可以观察焊缝。系统在进行跟踪时，焊接速度和前视距离被用来计算延迟时间,保证焊枪沿着焊缝行进。

  激光视觉传感器

  小巧紧凑的激光视觉传感器一般安装在焊矩边上，传感器里的激光二极管发射一束可见激光，经光阑变成一束扇形光带照射到工件上，传感器里有一与激光二极管成一角度设置的CCD摄像机，来自工件表面的反射光就将接头的几何轮廓成像在CCD上，利用光学三角法，不但可检测到水平特征，而且传感器与工件间的高度也可确定。

  传感器的作用就是将被测的物理量转换成与之有对应关系的有用电信号，以满足信息处理和控制的要求。控制系统对来自传感器的信号进行分析处理，得到控制信号。执行机构一般由电机和十字滑块组成，伺服电机由控制信号控制。

  图像前处理

  焊接机器人视觉系统中图像处理基本可分为两方面,一是将所获得的原始图像进行增强、滤波二值化等处理,目的是使得原始图像去除噪音变得更加清晰,边缘特征更加明显,即前处理;二是将前处理后的图像进行边缘检测.特征提取等操作,为了准确无误地获得焊缝的中心信息,以便机器人进行相应的坐标调整,满足焊接质量的要求。对视觉焊缝跟踪实时图像处理的方法进行了研究,首先采用图像增强来增加图像对比度，采用中值滤波去除图像噪声，并用二值化法将目标图像从背景图像中提取出来。在后处理的研究中激光视觉焊缝跟踪系统图像处理的关键技术一微光带中心线的抽取和特征点的检测提出了切实可行的方法.采用中轴变换法提取的中心线单一连续;用斜率分析法来检测特征点方便可靠。该处理方法能准确检测焊缝特征点，处理速度快,能够满足跟踪系统的实时性要求。

  上面内容就是对于激光视觉焊缝跟踪系统结构的分析，激光视觉焊缝跟踪系统在焊接作业开始之前，调整焊枪位置，使其对准焊缝中心，然后开启电源，系统开始工作，程序开始运行，传感器中的CCD便实时监视图像,由软件启动一个定时器,根据焊接速度的要求,调节定时器的时间间隔,每隔一定的时间抓拍幅图像，通过程序对图像进行实时处理,得到图像的焊缝中心,以当前焊缝中心相对于初始焊缝中心的偏差量为检测量,输出调整量给机器人控制器,控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。

审核编辑：汤梓红