CN109490308B - 一种焊缝检测装置和方法 - Google Patents
一种焊缝检测装置和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109490308B CN109490308B CN201811121028.5A CN201811121028A CN109490308B CN 109490308 B CN109490308 B CN 109490308B CN 201811121028 A CN201811121028 A CN 201811121028A CN 109490308 B CN109490308 B CN 109490308B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- image
- line
- welding
- exposure time
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
- G01N2021/8822—Dark field detection
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
- G01N2021/8835—Adjustable illumination, e.g. software adjustable screen
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
- G01N2021/8838—Stroboscopic illumination; synchronised illumination
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
- G01N2021/8861—Determining coordinates of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
- G01N2021/888—Marking defects
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种焊缝检测装置和方法,所述装置包括:激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,形成激光线;发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像。通过本发明,有效的解决了现有焊接技术焊接效率低、准确性差的技术问题,达到了焊缝检测准确、提高焊接效率和精准度、提高焊缝完整性、可靠性、安全性,进而减小资源浪费,节约成本的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及激光检测技术领域,尤其涉及一种焊缝检测装置和方法。
背景技术
随着计算机技术和传感器技术的飞速发展,焊接机器人在日常焊接工作中起到了非常大的作用,特别是近十几年来由于世界范围经济的高速发展和越来越大的工业需求,使得焊接机器人得到了巨大的发展,而焊接也成了工业机器人应用最大的领域之一,焊接机器人在汽车、摩托车、工程机械等领域都得到了很广泛的应用。
但本申请发明人在实现本申请实施例中技术方案的过程中,发现上述现有技术至少存在如下技术问题:
现有焊接机器人焊接焊点准确性低,无法检测细小焊缝。
发明内容
本发明实施例通过提供一种焊缝检测装置和方法,有效的解决了现有焊接机器人焊接焊点准确性低,无法检测细小焊缝的技术问题,达到了焊缝检测准确、能够对微小焊缝进行检测并焊接的技术效果。
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种焊缝检测装置和方法。
第一方面,本发明提供了一种焊缝检测装置,所述装置包括:激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,形成激光线;发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。
优选的,所述发光装置为闪烁光源。
优选的,所述发光装置的闪烁频率与所述第二预设曝光时间相适配。
优选的,所述发光装置发出的光束与激光器发出的激光形成第一夹角,所述第一夹角的大小为0°-90°;所述图象采集器所在方向的延长线与激光器发出的激光形成第二夹角,所述第二夹角的大小为0°-90°。
优选的,所述装置还包括:控制装置,所述控制装置与所述图像采集器电连接,所述控制装置用于:根据所述第一图像和所述第二图像,得到第一直线方程和第二直线方程,并根据所述第一直线方程和所述第二直线方程得到焊接点位置数据。
第二方面本发明提供了一种焊缝检测方法,应用于如权利要求1-5中任一项所述的焊缝检测装置,所述方法包括:通过激光器发射线激光,使得所述线激光入射到待焊接物体的焊缝上,沿所述焊缝形成激光线;控制图像采集器基于第一预设曝光时间采集包括所述激光线的第一图像;通过发光装置发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;控制所述图像采集器基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。
优选的,所述方法还包括:通过控制装置基于所述第一图像得到第一直线,基于所述第二图像得到第二直线并根据所述第一直线和所述第二直线,得到所述焊缝的焊接点位置数据。
优选的,所述第一直线和所述第二直线相交。
优选的,所述第二预设曝光时间为1/450~1/550s。
优选的,所述第一预设曝光时间为1/2700~1/3300s。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下一种或多种技术效果:
1、本发明实施例通过提供一种焊缝检测装置,所述装置包括:激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,形成激光线;发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。将激光器所发出的激光线在图像采集器上所成的像和焊缝在图像采集器上所成的像进行对比,确定焊点位置,进而有效的解决了现有焊接机器人焊接焊点准确性低,无法检测细小焊缝的技术问题,达到了焊缝检测准确、能够对微小焊缝进行监测并焊接的技术效果。
2、本发明通过所述发光装置为闪烁光源,实现了激光光源、图像采集器和发光装置相结合的形式组成的激光视觉传感器,进一步达到了提高检测精准率、提高焊接效率的技术效果。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种焊缝检测装置的结构示意图;
图2为本发明实施例中一种焊缝检测方法的流程图。
附图标记说明:激光器1;发光装置2;图像采集器3。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种焊缝检测装置和方法,有效的解决了现有焊接技术焊接效率低、准确性差的技术问题,达到了焊缝检测准确、提高焊接效率和精准度、提高焊缝完整性、可靠性、安全性,进而减小资源浪费,节约成本的技术效果。
本发明实施例中的技术方案,总体方案如下:本发明实施例通过提供了一种焊缝检测装置和方法,所述装置包括:激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,以沿所述焊缝形成激光线;发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。将激光器所发出的直线在图像采集器上所成的像和焊缝在图像采集器上所成的像进行对比,根据其是否有交点判断焊点位置是否正确,进而有效的解决了现有焊接技术焊接效率低、准确性差的技术问题,达到了焊缝检测准确、提高焊接效率和精准度、提高焊缝完整性、可靠性、安全性,进而减小资源浪费,节约成本的技术效果。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为了更清楚公开本申请实施例所提供的一种焊缝检测装置和方法,下面介绍一些术语。
阈值:意思是界限,故阈值又叫临界值,是指一个效应能够产生的最低值或最高值。此一名词广泛用于各方面,包括建筑学、生物学、飞行、化学、电信、电学、心理学等,如生态阈值。数学中y=f(x)函数关系,自变量x值必须在函数的定义域内,因变量y=才能有确定的值。这个函数的定义域就是x的阈值。
直线方程:从平面解析几何的角度来看,平面上的直线就是由平面直角坐标系中的一个二元一次方程所表示的图形。求两条直线的交点,只需把这两个二元一次方程联立求解,当这个联立方程组无解时,两直线平行;有无穷多解时,两直线重合;只有一解时,两直线相交于一点。常用直线向上方向与X轴正向的夹角(叫直线的倾斜角)或该角的正切(称直线的斜率)来表示平面上直线(对于X轴)的倾斜程度。可以通过斜率来判断两条直线是否互相平行或互相垂直,也可计算它们的交角。直线与某个坐标轴的交点在该坐标轴上的坐标,称为直线在该坐标轴上的截距。直线在平面上的位置,由它的斜率和一个截距完全确定。在空间,两个平面相交时,交线为一条直线。因此,在空间直角坐标系中,用两个表示平面的三元一次方程联立,作为它们相交所得直线的方程。
曝光时间:曝光时间是为了将光投射到照相感光材料的感光面上,快门所要打开的时间。视照相感光材料的感光度和对感光面上的照度而定。曝光时间长的话进的光就多,适合光线条件比较差的情况。曝光时间短则适合光线比较好的情况。图像采集器曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔,在这一段时间内,物体可以在底片上留下影像,曝光时间是看需要而定的,没有长短好坏的说法只有需要的讲法。比如拍星星的轨迹,就需要很长的曝光时间(可能是几个小时),这样星星的长时间运动轨迹就会在底片上成像。如果你要拍飞驰的汽车清晰的身影就要用很短的时间(通常是几千分之一秒)。曝光时间长的话进的光就多,适合光线条件比较差的情况。曝光时间短则适合光线比较好的情况。
CCD:电荷耦合器件,一种用电荷量表示信号大小,用耦合方式传输信号的探测元件,具有自扫描、感受波谱范围宽、畸变小、体积小、重量轻、系统噪声低、功耗小、寿命长、可靠性高等-系列优点,并可做成集成度非常高的组合件。CCD广泛应用在数码摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜和高速摄影技术,如Luckyimaging。CCD在摄像机、数码图像采集器和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。
CMOS:互补金属氧化物半导体,电压控制的一种放大器件,是组成CMOS数字集成电路的基本单元。在计算机领域,CMOS常指保存计算机基本启动信息(如日期、时间、启动设置等)的芯片。有时人们会把CMOS和BIOS混称,其实CMOS是主板上的一块可读写的并行或串行FLASH芯片,是用来保存BIOS的硬件配置和用户对某些参数的设定。在今日,CMOS制造工艺也被应用于制作数码影像器材的感光元件,尤其是片幅规格较大的单反数码图像采集器。另外,CMOS同时可指互补式金氧半元件及制程。虽然因为工艺原因,都叫做CMOS,但是CMOS在三个应用领域,呈现出迥然不同的外观特征:一是用于计算机信息保存,CMOS作为可擦写芯片使用,在这个领域,用户通常不会关心CMOS的硬件问题,而只关心写在CMOS上的信息,也就是BIOS的设置问题,其中提到最多的就是系统故障时拿掉主板上的电池,进行CMOS放电操作,从而还原BIOS设置。二是在数字影像领域,CMOS作为一种低成本的感光元件技术被发展出来,市面上常见的数码产品,其感光元件主要就是CCD或者CMOS,尤其是低端摄像头产品,而通常高端摄像头都是CCD感光元件。三是在更加专业的集成电路设计与制造领域。
实施例一
如图1所示,本发明实施例提供了一种焊缝检测装置,所述装置包括:
激光器1,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,以沿所述焊缝形成激光线;
具体的,所述激光器1是指能发射激光的装置。按工作介质分,激光器1可分为气体激光器1、固体激光器1、半导体激光器1和染料激光器1几个大类。近来还发展了自由电子激光器1,大功率激光器1通常都是脉冲式输出。激光器1发出的光质量纯净、光谱稳定可以在很多方面被应用。最初的激光器1是红宝石被明亮的闪光灯泡所激励,所产生的激光是“脉冲激光”,而非连续稳定的光束。这种激光器1产生的光速质量和我们现在使用的激光二极管产生的激光有本质的区别。这种仅仅持续几纳秒的强光发射非常适合捕捉容易移动的物体,例如拍摄全息的人物肖像画,第一副激光肖像在1967年诞生。红宝石激光器1需要昂贵的红宝石而且只能产生短暂的脉冲光。
氦氖激光器1:这种激光器1是全息摄影师常用的装备。两个优点:1、产生连续激光输出;2、不需要闪光灯泡进行光激励,而用电激励气体。
激光二极管:激光二极管是当前最为常用的激光器1之一,在二极管的PN结两侧电子与空穴的自发复合而发光的现象称为自发辐射。当自发辐射所产生的光子通过半导体时,一旦经过已发射的电子和空穴附近,就能激励二者复合,产生新光子,这种光子诱使已激发的载流子复合而发出新光子现象称为受激辐射。如果注入电流足够大,则会形成和热平衡状态相反的载流子分布,即粒子数反转。当有源层内的载流子在大量反转情况下,少量自发辐射产生的光子由于谐振腔两端面往复反射而产生感应辐射,造成选频谐振正反馈,或者说对某一频率具有增益。当增益大于吸收损耗时,就可从PN结发出具有良好谱线的相干光—激光。激光二极管的发明让激光应用可以迅速普及,各类信息扫描、光纤通信、激光测距、激光雷达、激光唱片、激光指示器、超市的收款等等,各类应用正在不断被开发和普及。
所述激光器1可采用任意能实现本发明检测效果的激光发射装置。所述激光器1发射出线激光,激射至工作面后反射至所述焊缝检测装置。其中,工作面为待焊接物体的焊缝所在表面,例如,所述工作面可以包括宽度为0.01~0.05mm并且板材高反光的小焊缝,通过传感器接收到的光线位置,可确定焊点位置,进而起到精准定位和修正焊缝的效果。
发光装置2,所述发光装置2设置在所述激光器1的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;进一步的,所述发光装置2为闪烁光源。所述发光装置的闪烁频率与所述第二预设曝光时间相适配。所述发光装置发出的光束与激光器发出的激光形成第一夹角,所述第一夹角的大小为0°~90°。
具体的,所述发光装置2可采用闪烁光源,如闪烁LED灯,所述闪烁光源可按照需求调节闪烁频率。所述发光装置2设置在激光器1的一侧,发光装置发出的光束与激光器发出的激光形成第一夹角为大于0°且小于90°的任意角度,且所述发光装置的闪烁频率与所述图像采集器3的第二预设曝光时间切换频率相适应,例如,当发光装置处于关闭状态时,图像采集器基于第一预设曝光时间采集包含焊缝上所形成的激光线的第一图像,当发光装置处于开启状态时,图像采集器基于第二预设曝光时间采集发光装置发出的光束照射下,焊缝所形成的第二图像。所述发光装置2发出光线,照射至工作面之后,反射至所述图像采集器3成像。
图像采集器3,所述图像采集器3设置在所述激光器1的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间,所述图象采集器所在方向的延长线与激光器发出的激光形成第二夹角,所述第二夹角的大小为0°~90°。
具体的,所述图像采集器3可采用CCD图像采集器、CMOS图像采集器3或者其他可实现本发明检测效果的图像采集器3,所述图像采集器3设置在所述激光器1的另一侧,图像采集器的光轴方向的延长线与激光器发出的激光形成第二夹角为0°到90°的任意夹角,并且所述第一夹角与所述第二夹角相等,所述图像采集器3与所述发光装置2的位置可以互换,这样设计可以方便激光器1发射的线激光在焊缝处形成的激光线在所述图像采集器3上成像。所述图像采集器3基于第一预设曝光时间采集焊缝处形成的激光线在图像采集器3上所成的像,得到第一图像。其中,第一预设曝光时间可以为1/2700-1/3300s。发光装置2发出的光束照射至工作面后,通过工作面反射至所述图像采集器3,使焊缝在图像采集器3上成像,所述图像采集器3基于第二预设曝光时间采集该像,得到第二图像。其中,第二预设曝光时间可以为1/450~1/550s。
需要说明的是,当将图像采集器3的曝光时间调节至第一预设曝光时间时,所采集的第一图像中只显示上述激光线,以便于获取该激光线所对应的第一直线。当将图像采集器3的曝光时间调节至第一预设曝光时间时,所采集的第二图像中,大部分区域是白色,只有焊缝位置处相应显示为黑色。
进一步的,所述装置还包括:控制装置(图中未示出),所述控制装置与所述图像采集器3电连接,所述控制装置用于:根据所述第一图像和所述第二图像,得到第一直线方程和第二直线方程,并根据所述第一直线方程和所述第二直线方程得到焊接点位置数据。
为了进一步基于第一图像和第二图像确定焊缝的焊点位置,本实施例还可以包括控制装置,控制装置可以与图像采集器3电连接,用于通过所述第一图像与第二图像确定焊点位置。具体的,可以对第一图像进行图像处理得到激光线所对应的第一直线,对第二图像进行图像处理得到焊缝对应的第二直线,将这两条直线的交点作为焊点位置。
本实施例中,控制装置可以为单片机、DSP、ARM等具有数据处理功能的芯片。
本发明通过采用激光1器加发光装置2亮灭闪烁,与激光器1和图像采集器3的曝光时间配合达到检测小焊缝(0.01-0.05mm)的目的,可以准确的检测到焊缝,并将各个焊点位置发送给机器人,机器人可以自行到焊接点进行焊接。进而提高了焊接效率和焊缝的精准率。
实施例二
如图2所示,本发明提供了一种焊缝检测方法,所述方法可以应用于实施例一中所述的焊缝检测装置,所述方法包括:
步骤110:通过激光器发射线激光,使得所述线激光入射到待焊接物体的焊缝上,沿所述焊缝形成激光线;
具体的,所述激光器发射出激光,并入射至工作物的焊缝处,工作物与所述激光器之间则形成一条激光线。
步骤120:控制图像采集器基于第一预设曝光时间采集包括所述激光线的第一图像;通过控制装置基于所述第一图像得到第一直线;进一步的,所述第一预设曝光时间为1/2700~1/3300s。
具体的,所述第一图像是通过激光器打开后,关闭光源,图像采集器的曝光时间调小至图像中只显示长条光线的地步而获得的,此时图像中所显示的长条光线为激光器所发出的光线,即所述第一直线,为确保检测效果,所述图像采集器的曝光时间最好设置为1/2700~1/3300s之间。通过第一直线方程计算所述第一直线,所述第一直线方程为:
所述n个点的坐标为图像中所述激光线对应的像素坐标上的点坐标,获得所述像素坐标上的坐标点后,将其转换成机器人工具坐标,再转换成世界坐标,将所述点坐标带入第一直线方程,计算获得第一直线:
(X1,Y1),(X2,Y2),(X3,Y3),……,(Xn,Yn)
Y=X*A
A=X-1*Y
步骤130:通过发光装置发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;
具体的,打开发光装置后,发光装置发出光束,光束入射到焊缝处,焊缝可在图像采集器中显示出来。
步骤140:控制所述图像采集器基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;进一步的,所述第二预设曝光时间为1/450~1/550s。其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。所述方法还包括:通过控制装置基于所述第二图像得到第二直线并根据所述第一直线和所述第二直线,得到所述焊缝的焊接点位置数据。进一步的,所述第一直线和所述第二直线相交。
具体的,在所述激光器打开50ms之后,打开光源,图像采集器的曝光时间调大至1/450~1/550s之间,图像大部分区域是白色,只有焊缝位置显示的程度,焊缝位置在图像采集器上成像,形成一条黑色直线,即所述焊点位置,通过所述第二直线方程计算焊缝在图像采集器上所成像的直线。所述第二直线方程为:
(1)抽取任意两点坐标,将其转换成机器人工具坐标,再转换成世界坐标,算出直线方程:
y=k*x+b
(2)将其他所有点的X代入直线方程中,所得的Y的偏差,若小于阈值则认为是杂点。
阈值计算公式如下:
这里的t就是该算法的参数,代表直线上的距离。
(3)统计上述所有满足阈值的点的个数N,并保存。
(4)遍历点集,计算所有的两点组成的直线方程,重复上述步骤,统计所有的直线对应的N值,N值最大的对应的直线就是该数据点集的直线方程,即计算得到的第二直线。
在实际应用过程中不仅限于本实施例所列出的第一直线方程和第二直线方程计算方式,还可采用其他能够获得相同计算效果的方法或者计算式。
通过所述第一直线方程计算出第一图像中激光线对应的第一直线,通过所述第二直线方程计算第二图像中焊缝对应的第二直线,通过两条直线的交点确定出焊缝的焊接点位置,将此交点作为焊缝的跟踪位置,进而对焊缝进行双重检测,由于该跟踪位置由两张图像进行识别,同时两张图像提取的特征是直线方程,直线方程的计算方法是成熟稳定的,所以整个方案具有好的稳定性。进而可精确得出焊缝位置,确保了焊缝的精准度。
本申请实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1、本发明实施例通过提供一种焊缝检测装置,所述装置包括:激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,形成激光线;发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。将激光器所发出的激光线在图像采集器上所成的像和焊缝在图像采集器上所成的像进行对比,确定焊点位置,进而有效的解决了现有焊接机器人焊接焊点准确性低,无法检测细小焊缝的技术问题,达到了焊缝检测准确、能够对微小焊缝进行检测并焊接的技术效果。
2、本发明通过所述发光装置为闪烁光源,实现了激光光源、图像采集器和发光装置相结合的形式组成的激光视觉传感器,进一步达到了提高检测精准率、提高焊接效率的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样,倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种焊缝检测装置,其特征在于,所述装置包括:
激光器,用于发射线激光,并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处,形成激光线;
发光装置,所述发光装置设置在所述激光器的一侧,用于发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;
图像采集器,所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧,用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像,基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;
其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间;
所述装置还包括:
控制装置,所述控制装置与所述图像采集器电连接,所述控制装置用于:根据所述第一图像和所述第二图像,所述第一图像是通过激光器打开后,关闭光源,图像采集器的曝光时间调小至图像中只显示长条光线的地步而获得的,此时图像中所显示的长条光线为激光器所发出的光线,即第一直线,所述第二图像是通过激光器打开50ms后,控制所诉图像采集器基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像,此时图像大部分区域是白色,只有焊缝位置显示的程度,焊缝位置在图像采集器上成像,形成一条黑色直线,即第二直线,通过第一直线和第二直线得到第一直线方程和第二直线方程,并根据所述第一直线方程和所述第二直线方程得到焊接点位置数据;所述第一直线方程与所述第二直线方程为通过Y=X*A所计算获得的直线方程,其中A为最终获得的直线方程参数;
计算所述第一直线方程时X与Y对应所述第一预设曝光时间下获得的像素坐标点转化为机器人工具坐标之后,再转化为世界坐标中的X坐标与Y坐标;
计算所述第二直线方程时X与Y对应所述第二预设曝光时间下获得的像素坐标点转化为机器人工具坐标之后,再转化为世界坐标中的X坐标与Y坐标。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述发光装置为闪烁光源。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述发光装置的闪烁频率与所述第二预设曝光时间相适配。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述发光装置发出的光束与激光器发出的激光形成第一夹角,所述第一夹角的大小为0°~90°;所述图像采集器所在方向的延长线与激光器发出的激光形成第二夹角,所述第二夹角的大小为0°~90°。
5.一种焊缝检测方法,应用于如权利要求1-4中任一项所述的焊缝检测装置,其特征在于,所述方法包括:
通过激光器发射线激光,使得所述线激光入射到待焊接物体的焊缝上,沿所述焊缝形成激光线;
控制图像采集器基于第一预设曝光时间采集包括所述激光线的第一图像;
通过发光装置发射光束,并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处;
控制所述图像采集器基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像;
其中,所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
通过控制装置基于所述第一图像得到第一直线,基于所述第二图像得到第二直线并根据所述第一直线和所述第二直线,得到所述焊缝的焊接点位置数据。
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一直线和所述第二直线相交。
8.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第二预设曝光时间为1/450~1/550s。
9.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一预设曝光时间为1/2700~1/3300s。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811121028.5A CN109490308B (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种焊缝检测装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811121028.5A CN109490308B (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种焊缝检测装置和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109490308A CN109490308A (zh) | 2019-03-19 |
CN109490308B true CN109490308B (zh) | 2021-08-06 |
Family
ID=65689944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811121028.5A Active CN109490308B (zh) | 2018-09-25 | 2018-09-25 | 一种焊缝检测装置和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109490308B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102622753B1 (ko) | 2020-02-17 | 2024-01-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차전지용 레이저 용접 방법 및 모니터링 방법 |
CN112857213A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-28 | 佛山英智莱科技有限公司 | 基于双色光源分离技术检测高反光无间隙焊缝的传感器 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1264169A (zh) * | 1999-02-02 | 2000-08-23 | 三星电子株式会社 | 用于检测集成电路封装引脚焊接的装置和方法 |
CN101750416A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于线结构光的视觉焊缝表面质量检测传感器 |
CN102538698A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-07-04 | 株式会社高永科技 | 板检查方法 |
CN104655646A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-05-27 | 东旭集团有限公司 | 玻璃基板内部缺陷检查系统及所处高度位置的检查方法 |
CN104849284A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-19 | 唐山英莱科技有限公司 | 一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统 |
CN205620325U (zh) * | 2016-03-22 | 2016-10-05 | 香港商微觉视检测技术股份有限公司 | 基材缺陷检测装置和光源装置 |
DE102016007586A1 (de) * | 2016-06-21 | 2017-12-21 | QuISS Qualitäts-Inspektionssysteme und Service AG | Neuartige Vorrichtung/en zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen sowie ein entsprechendes Verfahren |
CN108303425A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-20 | 深圳华龙讯达信息技术股份有限公司 | Ch小透包散包成像检测装置及系统 |
-
2018
- 2018-09-25 CN CN201811121028.5A patent/CN109490308B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1264169A (zh) * | 1999-02-02 | 2000-08-23 | 三星电子株式会社 | 用于检测集成电路封装引脚焊接的装置和方法 |
CN101750416A (zh) * | 2008-12-19 | 2010-06-23 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种基于线结构光的视觉焊缝表面质量检测传感器 |
CN102538698A (zh) * | 2010-11-15 | 2012-07-04 | 株式会社高永科技 | 板检查方法 |
CN104655646A (zh) * | 2014-04-24 | 2015-05-27 | 东旭集团有限公司 | 玻璃基板内部缺陷检查系统及所处高度位置的检查方法 |
CN104849284A (zh) * | 2015-06-03 | 2015-08-19 | 唐山英莱科技有限公司 | 一种带有结构光的会聚可调光路细微对接焊缝检测系统 |
CN205620325U (zh) * | 2016-03-22 | 2016-10-05 | 香港商微觉视检测技术股份有限公司 | 基材缺陷检测装置和光源装置 |
DE102016007586A1 (de) * | 2016-06-21 | 2017-12-21 | QuISS Qualitäts-Inspektionssysteme und Service AG | Neuartige Vorrichtung/en zum automatischen Aufbringen oder Erzeugen und Überwachen einer auf einem Substrat aufgebrachten Struktur mit Ermittlung von geometrischen Abmessungen sowie ein entsprechendes Verfahren |
CN108303425A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-07-20 | 深圳华龙讯达信息技术股份有限公司 | Ch小透包散包成像检测装置及系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
激光视觉焊缝跟踪图像处理与坡口识别;刘习文等;《激光与红外》;20110731;第41卷(第7期);第804-807页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109490308A (zh) | 2019-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4620772B2 (ja) | 三角測量オートフォーカスシステムを有するデジタルカメラ、及び関連する方法 | |
US4152723A (en) | Method of inspecting circuit boards and apparatus therefor | |
CN109901160B (zh) | 一种三维激光成像雷达及其三维深度图像重构方法 | |
CN102401646B (zh) | 基于结构光测量的方法 | |
CN109490308B (zh) | 一种焊缝检测装置和方法 | |
TWI393980B (zh) | The method of calculating the depth of field and its method and the method of calculating the blurred state of the image | |
CN110411348A (zh) | 一种激光光斑焦点的自动化检测与定位装置及方法 | |
JPH10227609A (ja) | 屋外用距離計測装置 | |
US20220365211A1 (en) | Photoelectric detection and acquisition system and centroid detection method based on single-pixel detector | |
US20240094086A1 (en) | System and method for detecting centroid of complementary single pixel | |
JP2013113696A (ja) | 変位測定方法および変位測定装置 | |
JP2016009474A (ja) | 物体識別システム、情報処理装置、情報処理方法及びプログラム | |
CN104219455A (zh) | 成像装置、检测闪烁的方法以及信息处理单元 | |
JP3437154B2 (ja) | レーザビーム計測装置および制御装置 | |
CN114034405B (zh) | 一种非接触式测温方法及系统 | |
CN106981065A (zh) | 一种基于曝光补偿的图像绝对中心矩改进算法 | |
CN105043305A (zh) | 一种量子关联自准直仪及测角方法 | |
JPS5834313A (ja) | 能動型測距装置 | |
Maas | Close range photogrammetry sensors | |
KR101505441B1 (ko) | 촬상 장치 | |
WO2022181097A1 (ja) | 測距装置およびその制御方法、並びに、測距システム | |
CN207742340U (zh) | 中心像素高精度识别光测量系统 | |
TW202422002A (zh) | 三維掃描系統與方法 | |
Tian et al. | Toward Autonomous Field Inspection of CSP Collectors with a Polarimetric Imaging Drone | |
Fang et al. | Streak tube imaging lidar with kilohertz laser pulses and few-photons detection capability |
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 | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A welding seam detection device and method Effective date of registration: 20230303 Granted publication date: 20210806 Pledgee: Bank of Hebei, Tangshan hi tech Zone Science and Technology Branch Pledgor: TANGSHAN YINGLAI SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023110000088 |
|
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |