CN108747110B - 一种通过图像识别自动定位焊接系统 - Google Patents
一种通过图像识别自动定位焊接系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108747110B CN108747110B CN201810594646.5A CN201810594646A CN108747110B CN 108747110 B CN108747110 B CN 108747110B CN 201810594646 A CN201810594646 A CN 201810594646A CN 108747110 B CN108747110 B CN 108747110B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- rib plate
- equipment
- welding equipment
- image
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
一种图像识别自动定位焊接方法：第一步：对系统进行初始化；第二步：控制焊接设备沿主梁运动，判断是否到达主梁尽头，如果没到达主梁尽头则焊接设备持续运动并通过成像设备对筋板进行识别，如果识别到筋板执行下一步，如果没识别到筋板继续运动；焊接设备到达主梁尽头工作停止；第三步：通过成像设备识别筋板焊缝位置，并控制焊接设备移动至焊缝位置；第四步：控制焊接设备的焊枪对焊缝进行焊接操作，焊接完成后返回第二步；相对于现有技术本发明，1、通过图像识别实现筋板焊缝的自动定位技术。2、能够有效的完成起重机梁盒内缝自动焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过图像识别自动定位焊接系统。
背景技术
起重机梁盒内部筋板尺寸相对较小，均匀排布于梁盒内部，一直以来主要是依靠人工焊接，由于梁盒内部空间狭小，焊接人员需要匍匐趴在梁盒内进行焊接，焊接条件十分艰苦，狭小空间内产生的焊烟积于梁盒内部对人体有很大危害，此外，人工焊接生产效率低，焊接质量不易保证。为改善工人工作条件，欲设计一种基于图像识别的机器人焊接控制技术以实现梁盒内部筋板焊缝（即梁盒内缝）自动定位焊接。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种通过图像识别自动定位焊接系统。
本发明的技术方案具体为：
一种图像识别自动定位焊接方法：
第一步：对系统进行初始化；
第二步：控制焊接设备沿主梁运动，判断是否到达主梁尽头，如果没到达主梁尽头则焊接设备持续运动并通过成像设备对筋板进行识别，如果识别到筋板执行下一步，如果没识别到筋板继续运动；焊接设备到达主梁尽头工作停止；
第三步：通过成像设备识别筋板焊缝位置，并控制焊接设备移动至焊缝位置；
第四步：控制焊接设备的焊枪对焊缝进行焊接操作，焊接完成后返回第二步；
其中识别过程采用模板匹配识别算法，成像设备的图像与存储器中的模板进行对比，图像与模板匹配时则完成图像的识别。
进一步的：所述第二步筋板焊缝位置的识别通过以下过程实现：通过图像处理器获得筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量，利用筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量除以筋板宽度，求出单位距离所占像素数量，根据图像处理器获得的焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量，利用焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量与单位距离所占像素数量相乘计算出图像中心距离焊缝中心的距离。
进一步的：所述筋板宽度在系统初始化时进行手动输入。
一种存储器：当存储器中存储的指令被执行时，使得所述权利要求1-3任一方法被执行。
一种通过图像识别自动定位焊接系统：具有PLC、伺服驱动装置、HMI、图像处理器、存储器、成像设备；HMI用于对PLC进行数据输入，PLC控制伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动控制焊接设备，成像设备所摄制的图像经由图像处理器处理后传入PLC，存储器连接图像处理器和PLC，其中存储器为权利要求4所述存储器。
进一步的：所述成像设备安装在焊接设备的焊枪上。
相对于现有技术，本发明的技术效果为，1、通过图像识别实现筋板焊缝的自动定位技术。2、能够有效的完成起重机梁盒内缝自动焊接。
附图说明
图1是本发明的系统结构图。
具体实施方式
一种图像识别自动定位焊接方法：
第一步：对系统进行初始化；
第二步：控制焊接设备沿主梁运动，判断是否到达主梁尽头，如果没到达主梁尽头则焊接设备持续运动并通过成像设备对筋板进行识别，如果识别到筋板执行下一步，如果没识别到筋板继续运动；焊接设备到达主梁尽头工作停止；
第三步：通过成像设备识别筋板焊缝位置，并控制焊接设备移动至焊缝位置；
第四步：控制焊接设备的焊枪对焊缝进行焊接操作，焊接完成后返回第二步；
其中识别过程采用模板匹配识别算法，成像设备的图像与存储器中的模板进行对比，图像与模板匹配时则完成图像的识别。
其中第二步筋板焊缝位置的识别通过以下过程实现：通过图像处理器获得筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量，利用筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量除以筋板宽度，求出单位距离所占像素数量，根据图像处理器获得的焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量，利用焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量与单位距离所占像素数量相乘计算出图像中心距离焊缝中心的距离。所述筋板宽度在系统初始化时进行手动输入。
如附图1所示，一种通过图像识别自动定位焊接系统：具有PLC、伺服驱动装置、HMI、图像处理器、存储器、成像设备；HMI用于对PLC进行数据输入，PLC控制伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动控制焊接设备，成像设备所摄制的图像经由图像处理器处理后传入PLC，当存储器中存储的指令被执行时，使得所述一种通过图像识别自动定位焊接系统执行上述方法，所述存储器连接图像处理器和PLC。
所述成像设备安装在焊接设备的焊枪上。
上述HMI为人机界面。
整个焊接系统包括成像处理和焊接设备进行焊接工作两部分。筋板成像处理主要是通过对筋板成像的画面数据进行分析计算，以准确确定筋板和焊缝所在位置，并反馈给PLC控制器；焊接设备主要执行其接收到的运行命令，PLC控制整个设备运行，到筋板焊缝位置进行焊接工作。
操作HMI启动焊接设备，焊接设备上的成像装置跟随焊接设备的焊枪沿着梁盒长度方向运行，对梁盒内部进行成像处理并识别梁盒内部筋板，若成像的画面中存在筋板，图像处理器将筋板在画面中的成像像素数量经过算法计算，换算出筋板焊缝位置数据，其中算法具体过程为通过计算筋板的宽度在画面中所占的像素数量，以及单位距离所占像素数量，最终换算成焊缝位置与画面中心的差值，然后将该位置数据发送给PLC，PLC发出相应的运行命令及运行距离，并将该运行命令与运行距离传送给伺服驱动装置，伺服驱动装置依据PLC提供的命令带动焊接设备前行，并指挥焊枪准确运行到筋板焊缝所在位置进行焊接工作。
焊接设备启动后，沿主梁长度方向运行，当成像设备扫描到筋板时，焊接设备驱动装置执行其接收到的运行命令和距离，准确定位运行到筋板焊缝所在位置，此时焊接设备的焊枪已对准筋板焊缝，然后执行焊缝的焊接工作，当此条焊缝焊接完成后，焊接设备的焊枪退出主梁，并沿主梁方向继续运行，直到成像设备自动识别到下一个筋板，焊接设备再次执行该焊接工作，后续过程重复执行此工艺流程。直到焊接设备接触到主梁尽头的接近开关，接近开关发送信号至PLC，PLC通过接近开关信号判断焊接设备移动到主梁尽头，停止整个系统工作。
其中整个焊接工作过程如下：
第一步：安装各机构硬件，接好各机构的外部线路，然后将焊接设备的焊接方法下载到存储器中，并设定成像设备参数及数据滤波处理算法；
第二步：操作HMI，启动设备，让焊接设备沿梁盒水平方向运行，成像设备实时扫描，当设备扫描到的画面中有筋板存在时，图像处理器立即对所拍摄到的画面按预先设定好的算法进行处理（通过计算筋板的宽度在画面中所占的像素数量，得出单位距离所占像素数量，最终换算成筋板焊缝与画面中心的差值），然后得出筋板焊缝距焊接设备焊枪中心的实际距离差，并将此数据发送给PLC；
第三步：PLC对接收到的距离数据进行滤波处理，发出焊接设备的运行命令和运行距离，并将命令和距离传送给伺服驱动装置，从而实现高精度自动定位，准确找到筋板焊缝的位置。
第四步：焊接设备准确定位到筋板焊缝位置，此时焊枪已对准所需执行焊接工作的焊缝，然后执行焊接工作，当焊缝焊接工作完成后，焊接设备继续沿主梁方向运行，当成像设备自动识别定位到下一筋板时，焊接设备再次执行焊接工作，直至将梁盒内筋板焊缝全部焊接完成，结束此次自动运行。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种图像识别自动定位焊接方法，其特征在于：
第一步：对系统进行初始化；
第二步：控制焊接设备沿主梁运动，判断是否到达主梁尽头，如果没到达主梁尽头则焊接设备持续运动并通过成像设备对筋板进行识别，如果识别到筋板执行下一步，如果没识别到筋板继续运动；焊接设备到达主梁尽头工作停止；
第三步：通过成像设备识别筋板焊缝位置，并控制焊接设备移动至焊缝位置；
第四步：控制焊接设备的焊枪对焊缝进行焊接操作，焊接完成后返回第二步；
其中，筋板识别过程采用模板匹配识别算法，成像设备的图像与存储器中的模板进行对比，图像与模板匹配时则完成图像的识别；
操作HMI启动焊接设备，焊接设备上的成像设备跟随焊接设备的焊枪沿着梁盒长度方向运行，对梁盒内部进行成像处理并识别梁盒内部筋板，若成像的画面中存在筋板，图像处理器将筋板在画面中的成像像素数量经过算法计算，换算出筋板焊缝位置数据；所述第三步筋板焊缝位置的识别通过以下过程实现：通过图像处理器获得筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量，利用筋板宽度在画面中宽度方向上所占的像素数量除以筋板宽度，求出单位距离所占像素数量，根据图像处理器获得的焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量，利用焊缝距离图像中心在宽度方向上的像素数量与单位距离所占像素数量相除计算出图像中心距离焊缝中心的距离；
焊接设备启动后，沿主梁长度方向运行，当成像设备扫描到筋板时，焊接设备驱动装置执行其接收到的运行命令和距离，准确定位运行到筋板焊缝所在位置，此时焊接设备的焊枪已对准筋板焊缝，然后执行焊缝的焊接工作，当此条焊缝焊接完成后，焊接设备的焊枪退出主梁，并沿主梁方向继续运行，直到成像设备自动识别到下一个筋板，焊接设备再次执行该焊接工作，后续过程重复执行此工艺流程。
2.如权利要求1所述的一种图像识别自动定位焊接方法，其特征在于：所述筋板宽度在系统初始化时进行手动输入。
3.一种实现权利要求1所述焊接方法的图像识别自动定位焊接系统，其特征在于：具有PLC、伺服驱动装置、HMI、图像处理器、存储器、成像设备；HMI用于对PLC进行数据输入，PLC控制伺服驱动装置，伺服驱动装置驱动控制焊接设备，成像设备所摄制的图像经由图像处理器处理后传入PLC，存储器连接图像处理器和PLC。
4.如权利要求3所述的一种图像识别自动定位焊接系统，其特征在于：所述成像设备安装在焊接设备的焊枪上。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810594646.5A CN108747110B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种通过图像识别自动定位焊接系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810594646.5A CN108747110B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种通过图像识别自动定位焊接系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108747110A CN108747110A (zh) | 2018-11-06 |
| CN108747110B true CN108747110B (zh) | 2020-12-25 |
Family
ID=64020869
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810594646.5A Active CN108747110B (zh) | 2018-06-11 | 2018-06-11 | 一种通过图像识别自动定位焊接系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108747110B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112872640B (zh) * | 2021-01-21 | 2023-10-03 | 日照中意华坤金属制造有限公司 | 一种铁艺装饰框架焊接制作系统 |
| CN113253671B (zh) * | 2021-06-09 | 2023-11-14 | 曹智军 | 一种双梁起重机主梁的筋板内缝焊接机器人参数化编程方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101173612B1 (ko) * | 2012-07-04 | 2012-08-13 | 페이브텍 주식회사 | 실시간 용접 건전성 확인 장치가 구비된 지능형 자동 용접장치 |
| CN104384762A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-03-04 | 上海第二工业大学 | 一种焊机移动控制系统以及控制方法 |
| CN204397213U (zh) * | 2015-01-24 | 2015-06-17 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 跟踪焊缝位置的焊炬位移控制系统 |
| CN204397131U (zh) * | 2015-01-24 | 2015-06-17 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 基于图像识别的水下焊接机器人 |
| CN105945399A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-21 | 惠州市铠屹精密机械有限公司 | 一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法及智能焊接机器人 |
| CN107433391A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-05 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种基于图像识别的焊接校准方法及系统 |
-
2018
- 2018-06-11 CN CN201810594646.5A patent/CN108747110B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101173612B1 (ko) * | 2012-07-04 | 2012-08-13 | 페이브텍 주식회사 | 실시간 용접 건전성 확인 장치가 구비된 지능형 자동 용접장치 |
| CN104384762A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-03-04 | 上海第二工业大学 | 一种焊机移动控制系统以及控制方法 |
| CN204397213U (zh) * | 2015-01-24 | 2015-06-17 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 跟踪焊缝位置的焊炬位移控制系统 |
| CN204397131U (zh) * | 2015-01-24 | 2015-06-17 | 无锡桑尼安科技有限公司 | 基于图像识别的水下焊接机器人 |
| CN105945399A (zh) * | 2016-06-14 | 2016-09-21 | 惠州市铠屹精密机械有限公司 | 一种视觉识别定位焊缝自动跟踪方法及智能焊接机器人 |
| CN107433391A (zh) * | 2017-07-03 | 2017-12-05 | 武汉逸飞激光设备有限公司 | 一种基于图像识别的焊接校准方法及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108747110A (zh) | 2018-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104722926B (zh) | 一种机器人三维激光自动切割系统方法 | |
| CN109352217B (zh) | 一种小组立机器人在线自动焊接设备及焊接作业方法 | |
| CN108747110B (zh) | 一种通过图像识别自动定位焊接系统 | |
| CN107262926B (zh) | 具有ccd检测的自动化激光焊接装置及焊接方法 | |
| CN111014995B (zh) | 非标非结构化作业环境的机器人焊接方法及系统 | |
| US11040451B2 (en) | Teaching device and teaching method | |
| Chen et al. | A robust visual servo control system for narrow seam double head welding robot | |
| US20150237308A1 (en) | Imaging inspection apparatus, control device thereof, and method of controlling imaging inspection apparatus | |
| CN110076569B (zh) | 一种焊接与焊接前后处理一体化设备及处理方法 | |
| CN104384762A (zh) | 一种焊机移动控制系统以及控制方法 | |
| CN112548516A (zh) | 一种基于视觉的花键自动装配系统及方法 | |
| CN111992895A (zh) | 一种智能打标系统与方法 | |
| CN114273754A (zh) | 一种自动焊接控制方法 | |
| CN113319859A (zh) | 一种机器人示教方法、系统、装置及电子设备 | |
| CN114851209A (zh) | 一种基于视觉的工业机器人工作路径规划优化方法及系统 | |
| JPH07104831A (ja) | レーザセンサを用いたロボットの自動位置教示方法 | |
| CN109129480A (zh) | 一种基于双目3d定位的机械臂加工系统 | |
| CN111283685A (zh) | 基于视觉系统的机器人的视觉示教方法 | |
| WO2023092788A1 (zh) | 一种六轴机械臂自动化超声成像检测方法和系统 | |
| CN113195142A (zh) | 自动焊接系统、电梯轿厢室部件的制造方法及自动焊接方法 | |
| JP7302672B2 (ja) | ロボットシステム、コントローラ及び制御方法 | |
| CN113009878A (zh) | 一种基于单目视觉的运动工件姿态估计方法及装置 | |
| CN113492288A (zh) | 自动焊接机器人动作控制系统及动作控制方法 | |
| KR20140056604A (ko) | 파이프 자동용접 제어기 | |
| US20230390924A1 (en) | Setting method using teaching operation |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |