CN109014502A - 一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法 - Google Patents

一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法 Download PDF

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    • 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
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/12—Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
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Abstract

本发明公开了一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法，追踪系统包括：CCD摄像机的输入端与摄像机光纤的输出端相连接，激光器的输出端与激光光纤的输入端相连接，所述激光光纤的输出端和摄像机光纤的输入端对称于焊缝设置，所述CCD摄像机的输出端与放大滤波器相连接，所述放大滤波器的输出端与视频A/D转换器相连接，所述视频A/D转换器的输出端与处理器的输入端相连接，所述处理器的两个输出端分别与焊枪位置调整机构和驱动电源相连接，所述驱动电源的输出端与激光光纤的输入端相连接，追踪方法包括：图像采集处理和计算，当焊缝偏差超出设定值时，处理器发出调整焊枪位置的控制信号，本发明具有准确性好、精度高、抗干扰能力强的优点。

Description

一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法
技术领域
本发明属于自动化焊接技术领域，具体涉及一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法。
背景技术
现全球的工业机器人中，有百分之五十的工业机器人应用于不同焊接领域，焊接机器人有电焊与电弧焊两种基本的方式。焊接机器人主要从事的工作即是在焊接领域代替工人手动进行焊接的工业机器人。这一类的机器人中的一部分是专属机器人，即是为了适用在某种特定环境下工作的特殊机器人，大部分的焊接机器人是由传统工业机器人上安装焊接器组成。在焊接加工这一方面要求工人能对焊接任务有足够的熟练度，具有大量的实践经验，在另一方面，焊接工作又是一种劳动环境恶劣，烟尘多，辐射以及危险性高的工作，焊接机器人的发明让人们想到将它去代替工人手动焊接并减轻操作工人的劳动量，并且保证焊接任务质量，提高焊接效率。
在机器人进行焊接时，往往需要进行焊缝的追踪和纠偏，避免发生偏焊，现有的技术大多直接采用CCD摄像机进行追踪，但是焊接时发生的强光、电场和磁场会对CCD摄像机的图像采集发生干扰，影响成像的准确性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于激光传感器的焊缝追踪系统及方法。
一种异型焊缝的自动跟踪系统，包括焊枪位置调整机构、CCD摄像机、激光器，其特征在于：所述CCD摄像机的输入端与摄像机光纤的输出端相连接，激光器的输出端与激光光纤的输入端相连接，所述激光光纤的输出端和摄像机光纤的输入端对称于焊缝设置，所述CCD摄像机的输出端与放大滤波器相连接，所述放大滤波器的输出端与视频A/D转换器相连接，所述视频A/D转换器的输出端与处理器的输入端相连接，所述处理器的两个输出端分别与焊枪位置调整机构和驱动电源相连接，所述驱动电源的输出端与激光光纤的输入端相连接。
优选地，所述焊枪位置调整机构和焊枪相连接。
优选地，所述摄像机光纤和激光光纤均固定在可移动的支架上，可移动的支架保持和焊枪相同的移动轨迹。
优选地，所述激光器为半导体激光器。
优选地，所述CCD摄像机的前部安装有滤光片。
一种基于激光传感器的焊缝追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、处理器定时的向驱动电源发出驱动信号，激光器在驱动电源的驱动下发射激光，激光从激光光纤的端部射出，形成条状激光，并照射在焊缝上；
S2、摄像机光纤接收条状激光，并将图像传输至CCD摄像机，CCD摄像机输出模拟视频信号，模拟视频信号经放大滤波、视频信号转换后传输至处理器；
S3、处理器将焊缝图像信号经过图像处理算法计算焊缝偏差；
S4、当焊缝偏差超出设定值时，处理器输出控制信号至焊枪位置调整机构，焊枪位置调整机构执行动作，实现对焊枪位置的调整。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明通过激光器发射激光的方式避免CCD摄像机接收的图像受到焊接强光的影响，从而保证准确性和焊接质量。
附图说明
图1为本发明一种基于激光传感器的焊缝追踪系统的结构示意图。
图中，1、焊枪位置调整机构，2、焊枪，3、焊缝，4、摄像机光纤，5、CCD摄像机，6、放大滤波器，7、视频A/D转换器，8、处理器，9、激光光纤，10、激光器，11、驱动电源。
具体实施方式
参见图1，一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，包括焊枪位置调整机构1、CCD摄像机5、激光器10，其特征在于：所述CCD摄像机5的输入端与摄像机光纤4的输出端相连接，激光器10的输出端与激光光纤9的输入端相连接，所述激光光纤9的输出端和摄像机光纤4的输入端对称于焊缝3设置，所述CCD摄像机5的输出端与放大滤波器6相连接，所述放大滤波器6的输出端与视频A/D转换器7相连接，所述视频A/D转换器7的输出端与处理器8的输入端相连接，所述处理器8的两个输出端分别与焊枪位置调整机构1和驱动电源11相连接，所述驱动电源11的输出端与激光光纤9的输入端相连接。
所述焊枪位置调整机构1和焊枪2相连接。
所述摄像机光纤4和激光光纤9均固定在可移动的支架上，可移动的支架保持和焊枪2相同的移动轨迹。
所述激光器10为半导体激光器。
所述CCD摄像机5的前部安装有滤光片。
一种基于激光传感器的焊缝追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、处理器8定时的向驱动电源11发出驱动信号，激光器10在驱动电源11的驱动下发射激光，激光从激光光纤9的端部射出，形成条状激光，并照射在焊缝3上；
S2、摄像机光纤4接收条状激光，并将图像传输至CCD摄像机5，CCD摄像机5输出模拟视频信号，模拟视频信号经放大滤波、视频信号转换后传输至处理器8；
S3、处理器8将焊缝图像信号经过图像处理算法计算焊缝偏差；
S4、当焊缝偏差超出设定值时，处理器8输出控制信号至焊枪位置调整机构1，焊枪位置调整机构1执行动作，实现对焊枪2位置的调整。
本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，包括焊枪位置调整机构（1）、CCD摄像机（5）、激光器（10），其特征在于：所述CCD摄像机（5）的输入端与摄像机光纤（4）的输出端相连接，激光器（10）的输出端与激光光纤（9）的输入端相连接，所述激光光纤（9）的输出端和摄像机光纤（4）的输入端对称于焊缝（3）设置，所述CCD摄像机（5）的输出端与放大滤波器（6）相连接，所述放大滤波器（6）的输出端与视频A/D转换器（7）相连接，所述视频A/D转换器（7）的输出端与处理器（8）的输入端相连接，所述处理器（8）的两个输出端分别与焊枪位置调整机构（1）和驱动电源（11）相连接，所述驱动电源（11）的输出端与激光光纤（9）的输入端相连接。
2.如权利要求1所述的一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，其特征在于：所述焊枪位置调整机构（1）和焊枪（2）相连接。
3.如权利要求1所述的一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，其特征在于：所述摄像机光纤（4）和激光光纤（9）均固定在可移动的支架上，可移动的支架保持和焊枪（2）相同的移动轨迹。
4.如权利要求1所述的一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，其特征在于：所述激光器（10）为半导体激光器。
5.如权利要求1所述的一种基于激光传感器的焊缝追踪系统，其特征在于：所述CCD摄像机（5）的前部安装有滤光片。
6.一种如权利要求1所述的一种基于激光传感器的焊缝追踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、处理器（8）定时的向驱动电源（11）发出驱动信号，激光器（10）在驱动电源（11）的驱动下发射激光，激光从激光光纤（9）的端部射出，形成条状激光，并照射在焊缝（3）上；
S2、摄像机光纤（4）接收条状激光，并将图像传输至CCD摄像机（5），CCD摄像机（5）输出模拟视频信号，模拟视频信号经放大滤波、视频信号转换后传输至处理器（8）；
S3、处理器（8）将焊缝图像信号经过图像处理算法计算焊缝偏差；
S4、当焊缝偏差超出设定值时，处理器（8）输出控制信号至焊枪位置调整机构（1），焊枪位置调整机构（1）执行动作，实现对焊枪（2）位置的调整。
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