CN109848518A - 一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，包括矩形支架、装置箱、控制系统。矩形支架两边设有一对纵向滑道，纵向滑道上设有横向滑道，横向滑道通过纵向运动模组在横向滑道活动；横向滑道上有横向运动模组，装置箱与横向运动模组可拆卸连接；装置箱内设有双目视觉系统，包括两个摄像头且两个摄像头中心连线中点设有超声波测距仪，超声波测距仪位于双目视觉系统正中的下方；纵向运动模组、横向运动模组、双目视觉系统，超声波测距仪通过数据电缆与控制系统连接。在本发明中，采用双目视觉系统和超声波测距仪实现了焊缝轨迹三维坐标的精确测量，提高了坐标精度，确保了焊接前对焊缝轨迹扫描的准确性，尤其适用于水下焊接的场合。
Description
技术领域
本发明涉及机器视觉控制领域，具体涉及一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置。
背景技术
在海上采油平台、海底油气管道等各种海洋工程结构的施工当中水下焊接有干法、湿法两种。干法焊接是采用大型气室罩住焊件、焊工在气室内施焊的方法但使用局限性很大，应用不普遍。
而湿法焊接受环境影响较大，焊接作业时，因电弧高温产生大量汽包，同时伴有弧光、烟尘和金属飞溅等干扰因素，不能很好的对焊接过程进行实时跟踪，很多时候焊缝轨迹会产生误差。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，在进行水下焊接作业之前把焊缝的空间位置通过双目视觉系统和超声波测距仪获取并由控制系统形成焊缝轨迹的空间曲线用于后续焊接时的预设坐标。
本装置包括矩形支架、装置箱、控制系统。所述矩形支架相对的两边设有一对纵向滑道，所述纵向滑道上设有横向滑道，所述横向滑道通过纵向运动模组在横向滑道活动；所述横向滑道上安装有横向运动模组，所述装置箱与横向运动模组可拆卸连接；所述装置箱内设有双目视觉系统，所述双目视觉系统包括两个摄像头且两个摄像头中心连线中点设有超声波测距仪，超声波测距仪位于双目视觉系统正中的下方，可以被双目视觉系统观测到，用于定位焊缝的位置，所述装置箱内还设有两个光源对称分布在双目视觉系统的两边；所述纵向运动模组、横向运动模组、双目视觉系统，超声波测距仪通过数据电缆与控制系统连接，所述控制系统内设有控制器、显示屏和操作仪。
优选的是，所述纵向运动模组、横向运动模组与矩形支架的底座内均设有运动电机和滚轮。
优选的是，所述光源为水下LED灯。
优选的是，所述纵向运动模组、横向运动模组与装置箱以及光源均设置了防水层并通过数据电缆供电。
优选的是，所述双目视觉系统的摄像头为高清摄像头。
更优选的是，所述矩形支架使用不锈钢制成。
有益效果：在本发明中，采用双目视觉系统和超声波测距仪实现了焊缝轨迹三维坐标的精确测量，提高了坐标精度，确保了焊接前对焊缝轨迹扫描的准确性，尤其适用于水下空间轨迹焊缝的场合。
附图说明
图1为本装置俯视图；
图2为本装置正视图；
图3为本装置侧视图；
1、矩形支架，2、装置箱，3、控制系统，4、纵向滑道，5、横向滑道，6、纵向运动模组，7、横向运动模组，8、双目视觉系统，9、超声波测距仪，10、数据电缆，11、焊缝。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，包括矩形支架1、装置箱2，控制系统3。矩形支架1相对的两边设有一对纵向滑道4，纵向滑道4上设有横向滑道5，横向滑道5通过纵向运动模组6在横向滑道5活动。横向滑道5上安装有横向运动模组7，装置箱2与横向运动模组7可拆卸连接。装置箱2内设有双目视觉系统8，双目视觉系统8包括两个摄像头且两个摄像头中心连线中点设有超声波测距仪9，超声波测距仪9位于双目视觉系统8正中的下方，可以被双目视觉系统8观测到，用于定位焊缝11的位置，装置箱2内还设有两个光源10对称分布在双目视觉系统8的两边。纵向运动模组6、横向运动模组7、双目视觉系统8，超声波测距仪9通过数据电缆10与控制系统3连接，控制系统3内设有控制器、显示屏和操作仪。
本实施例中纵向运动模组6、横向运动模组7与矩形支架1的底座内均设有运动电机和滚轮，控制器通过各部件可控制双目视觉系统8移动获取焊缝的空间位置信息。
本实施例中光源10为水下LED灯，为双目视觉系统8提供照明。
本实施例中纵向运动模组6、横向运动模组7与装置箱2以及光源10均设置了防水层并通过数据电缆10供电。
本实施例中双目视觉系统8的摄像头为高清摄像头，在水下环境中能够清楚地确定焊缝的位置。
本实施例中矩形支架1使用不锈钢制成，在水下工作中不易腐蚀影响寿命。
本装置通过双目视觉系统8的摄像头将焊缝11的位置通过数据电缆10传输给控制系统3，控制系统3通过显示屏将焊缝11的位置用图像的形式显示，如果焊缝11不在双目视觉系统8中点位置，即焊缝11没有位于超声波测距仪9正下方，可以通过操作仪控制纵向运动模组6和横向运动模组7移动双目视觉系统8的位置，将焊缝11始终保持在双目视觉系统8的中点位置，即超声波测距仪9正下方，记录横向和纵向坐标，以及该位置超声波测距仪9测出的距离焊缝11的垂直高度，横向、纵向、垂直的数据生成一个三维空间坐标，然后沿焊缝11方向，生成若干个三维空间坐标，将这些三维空间坐标的测量数据汇总，在控制系统中生成焊缝11的扫描轨迹，用于指导后续焊接作业。
以上所揭露的仅为本发明优选实施例而已，不能以此来限定本发明的权力范围，因此依本发明的申请专利范围所做的等同变化，仍属于本发明的覆盖范围。
Claims (6)
1.一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，包括矩形支架（1）、装置箱（2）、控制系统（3），其特征在于：所述矩形支架（1）相对的两边设有一对纵向滑道（4），所述纵向滑道（4）上设有横向滑道（5），所述横向滑道（5）通过纵向运动模组（6）在横向滑道（5）活动；所述横向滑道（5）上安装有横向运动模组（7），所述装置箱（2）与横向运动模组（7）可拆卸连接；所述装置箱（2）内设有双目视觉系统（8），所述双目视觉系统（8）包括两个摄像头且两个摄像头中心连线中点设有超声波测距仪（9），超声波测距仪（9）位于双目视觉系统（8）正中的下方，所述装置箱（2）内还设有两个光源（10）对称分布在双目视觉系统（8）的两边；所述纵向运动模组（6）、横向运动模组（7）、双目视觉系统（8），超声波测距仪（9）通过数据电缆（10）与控制系统（3）连接，所述控制系统（3）内设有控制器、显示屏和操作仪。
2.如权利要求1所述的一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，其特征在于：所述纵向运动模组（6）、横向运动模组（7）与矩形支架（1）的底座内均设有运动电机和滚轮。
3.如权利要求1所述的一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，其特征在于：所述光源（10）为水下LED灯。
4.如权利要求1所述的一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，其特征在于：所述纵向运动模组（6）、横向运动模组（7）与装置箱（2）以及光源（10）均设置了防水层并通过数据电缆（10）供电。
5.如权利要求1所述的一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，其特征在于：所述双目视觉系统（8）的摄像头为高清摄像头。
6.如权利要求1所述的一种水下双目视觉焊缝轨迹扫描装置，其特征在于：所述矩形支架（1）使用不锈钢制成。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110711925A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-21 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种用于水下湿法焊接的焊炬及其使用方法 |
| CN112846551A (zh) * | 2019-11-28 | 2021-05-28 | 湘潭大学 | 一种旋转超声波-电弧复合式焊缝跟踪方法 |
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2019
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| CN110711925A (zh) * | 2019-09-06 | 2020-01-21 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种用于水下湿法焊接的焊炬及其使用方法 |
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| CN112846551B (zh) * | 2019-11-28 | 2022-06-21 | 湘潭大学 | 一种旋转超声波-电弧复合式焊缝跟踪方法 |
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