CN107843602A - 一种基于图像的焊缝质量检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于图像的焊缝质量检测方法，通过采用相机、线激光器及计算机，将相机和线激光器分别对应固定在工件的旁侧，并使线激光器对准工件焊接后的焊缝，由相机连续采集n幅焊缝图像，并将图像传输到计算机进行分析处理，求取边缘图S，并根据边缘图S中像素点的个数来判定焊缝是否正常。与现有技术相比，本发明通过图像处理来实现焊缝质量检测，成本低廉，提高了产品的焊接质量和企业的效益；本发明所采用的检测系统仅需要相机、线激光器和计算机，结构简单，使得操作应用较为便捷；本发明检测时利用相机连续采集焊缝图像，并经由计算机进行分析处理，具有较快的响应速度，并且检测准确度较高。

Description

一种基于图像的焊缝质量检测方法
技术领域
本发明涉及焊缝质量检测技术领域，特别涉及一种基于图像的焊缝质量检测方法。
背景技术
焊接机器人施焊过程中，由于环境因素的影响，如：强弧光辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表面状态和工件热变形等，实际焊接条件的变化往往会导致焊炬偏离焊缝。焊缝缺陷的存在将削弱焊缝的受力面积，在缺陷处引起应力集中，对连接的强度、冲击韧性及冷弯性能等均有不利影响，会严重影响产品的质量。在焊接的同时进行焊接质量检测，可以实时保证施工质量，调节最佳施工参数，对于保证成品率、节约成本具有重要的意义。
目前常用的非破坏性焊缝质量检测手段包括X射线和超声探伤，但是其成本高，使得整个检测系统的造价昂贵，降低了企业的生产效益。因此，需要一种低成本有效的非破坏性焊缝质量检测方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于图像的焊缝质量检测方法，其检测成本较低，响应速度较快，检测准确度较高，能够有效提高产品的焊接质量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
一种基于图像的焊缝质量检测方法，包括以下步骤：
S1、将待焊接的工件固定在转盘上，转盘驱动工件进行旋转，由焊枪对工件进行焊接操作；
S2、将相机和线激光器分别对应固定在工件的旁侧，使线激光器对准工件焊接后的焊缝；
S3、通过相机连续捕捉n幅含激光焊缝图像I，其中n>=1,并将n幅图像I传送至计算机；
S4、以图像I的长度为横坐标轴、宽度为纵坐标轴，求取图像I中每一行中灰度值最大的像素点，并沿纵坐标自上而下将图像I中每一行的灰度值最大的像素点图像的横坐标组成列向量M；
S5、以n幅图像I的列向量M为列向量组成矩阵N；
S6、将矩阵N归一化到[0，255]，得到灰度图像K；
S7、对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S；
S8、统计边缘图S中像素点的个数A，并设定阈值Z；若A<=Z，则焊缝正常；若A>Z，则焊缝异常。
进一步地，在所述步骤S4中，若图像I的某一行中最大灰度值的像素点有多个，则取用该行最靠近坐标原点且属于最大灰度值的像素点。
进一步地，在所述步骤S7中，使用sobel算子对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：第一，本发明通过图像处理来实现焊缝质量检测，成本低廉，提高了产品的焊接质量和企业的效益；第二，本发明所采用的检测系统仅需要相机、线激光器和计算机，结构简单，使得操作应用较为便捷；第三，本发明检测时利用相机连续采集焊缝图像，并经由计算机进行分析处理，具有较快的响应速度，并且检测准确度较高。
附图说明
图1是本发明提供的焊缝质量检测系统的工作原理示意图。
图1中：1、相机；2、线激光器；3、计算机；4、工件；5、转盘；6、焊枪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示的焊缝质量检测系统，其结构包括相机1、线激光器2和计算机3，焊接时，工件4由转盘5驱动进行旋转，并由焊枪6对工件进行焊接，相机1和线激光器2分别对应固定在工件4的旁侧，并使线激光器2对准工件焊接后的焊缝，由相机1采集焊缝图像，并将图像传输到计算机3进行分析处理及显示。
具体而言，本发明提供的一种基于图像的焊缝质量检测方法，在操作时，包括以下步骤：
S1、将待焊接的工件固定在转盘上，转盘驱动工件进行旋转，由焊枪对工件进行焊接操作；
S2、将相机和线激光器分别对应固定在工件的旁侧，使线激光器对准工件焊接后的焊缝，即工件在随转盘旋转时，工件的焊缝首先会经过焊枪，然后经过线激光器的线激光；
S3、通过相机捕捉第1幅含激光焊缝图像I1，并将图像I1传送至计算机；
S4、以图像I1的长度为横坐标轴、宽度为纵坐标轴，求取图像I1中每一行中灰度值最大的像素点，并沿纵坐标自上而下将图像I1中每一行的灰度值最大的像素点图像的横坐标组成列向量M1；
S5、相机捕捉第2幅含激光焊缝图像I2，将图像I2传送至计算机，并依据上述步骤S4，同样得到列向量M2；
S6、相机捕捉第n幅含激光焊缝图像In，将图像In传送至计算机，并依据上述步骤S4，同样得到列向量Mn，
S7、以M1、M2、…、Mn为列向量组成矩阵N；
S8、将矩阵N归一化到[0，255]，得到灰度图像K；
S9、对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S；
S10、统计边缘图S中像素点的个数A，并设定阈值Z；若A<=Z，则焊缝正常；若A>Z，则焊缝异常。
本实施例中，在所述步骤S4中，若图像I的某一行中最大灰度值的像素点有多个，则取用该行最靠近坐标原点且属于最大灰度值的像素点，进一步提高了检测准确度。
本实施例中，在所述步骤S7中，使用sobel算子对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S，计算方便、准确。
本发明通过图像处理来实现焊缝质量检测，成本低廉，提高了产品的焊接质量和企业的效益；本发明所采用的检测系统仅需要相机、线激光器和计算机，结构简单，使得操作应用较为便捷；本发明检测时利用相机连续采集焊缝图像，并经由计算机进行分析处理，具有较快的响应速度，并且检测准确度较高。
以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (3)

1.一种基于图像的焊缝质量检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待焊接的工件固定在转盘上，转盘驱动工件进行旋转，由焊枪对工件进行焊接操作；
S2、将相机和线激光器分别对应固定在工件的旁侧，使线激光器对准工件焊接后的焊缝；
S3、通过相机连续捕捉n幅含激光焊缝图像I，其中n>=1,并将n幅图像I传送至计算机；
S4、以图像I的长度为横坐标轴、宽度为纵坐标轴，求取图像I中每一行中灰度值最大的像素点，并沿纵坐标自上而下将图像I中每一行的灰度值最大的像素点图像的横坐标组成列向量M；
S5、以n幅图像I的列向量M为列向量组成矩阵N；
S6、将矩阵N归一化到[0，255]，得到灰度图像K；
S7、对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S；
S8、统计边缘图S中像素点的个数A，并设定阈值Z；若A<=Z，则焊缝正常；若A>Z，则焊缝异常。
2.根据权利要求1所述的基于图像的焊缝质量检测方法，其特征在于，在所述步骤S4中，若图像I的某一行中最大灰度值的像素点有多个，则取用该行最靠近坐标原点且属于最大灰度值的像素点。
3.根据权利要求1所述的基于图像的焊缝质量检测方法，其特征在于，在所述步骤S7中，使用sobel算子对灰度图像K进行边缘检测，得到边缘图S。
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