CN110497121A - 一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式 - Google Patents

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周杰
李永涛
吕一仕
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Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
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China General Nuclear Power Corp
CGN Power Co Ltd
Suzhou Nuclear Power Research Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，包括：采集焊接过程中焊道的图像，并对图像进行识别，在需要识别的焊道范围内建立坐标系，识别出焊道的内外侧边界线，在外侧边界线上抓取两点，分别向内侧边界线做垂线，得到两垂点，把处于对角位置的两点连线，得到第一交叉点，重复获得第二交叉点，连接第一交叉点、第二交叉点，获得所要跟踪的焊道中心线，调整焊枪水平位置，自动跟踪得到的焊道中心线，使焊道处于中心位置。本发明摆脱了对焊接操作工经验和技术的依赖；通过安装在焊枪中的驱动机头电机，按照图像处理信号进行焊枪水平位置调整，自动跟踪得到的焊道中心线，使焊枪处于焊道中心位置。

Description

一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式。
背景技术
在对管道、板材进行焊接时，由于加工精度和焊件组对问题，导致需要成形的焊道不是一条直线。为了保证两个焊件的有效焊接，需要焊枪始终位于焊道中心位置。传统的焊枪水平位置的调整决策需要通过肉眼观察，然后手动进行调整；不仅增加了焊接操作工的劳动强度，而且受限于人工反应速度，焊枪在焊缝中的位置不能实时、准确的得到调整。
总体来说，现有的焊道中心跟踪模式存在以下的问题：
（1）、焊枪水平位置的调整决策需要通过肉眼观察，增加了焊接操作工的劳动强度；
（2）、焊枪水平位置的调整需要通过手工实现，受限于人工反应速度核偏差，焊枪在焊缝中的位置不能实时、准确的得到调整。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，包括以下步骤：
S1：采集焊接过程中焊道的图像，并对图像进行识别，
S2：基于采集到的图像，在需要识别的焊道范围内建立坐标系，并识别出焊道的外侧边界线和内侧边界线，
S3：在外侧边界线上抓取第一点、第二点，从第一点、第二点分别向内侧边界线做垂线，分别得到与第一点对应的第一垂点、与第二点对应的第二垂点，将第一点与第二垂点相连获得第一连线，将第二点与第一垂点相连获得第二连线，第一连线、第二连线交叉获得第一交叉点，
S4：在外侧边界线上抓取第三点、第四点，从第三点、第四点分别向内侧边界线做垂线，分别得到与第三点对应的第三垂点、与第四点对应的第四垂点，将第三点与第四垂点相连获得第三连线，将第四点与第三垂点相连获得第四连线，第三连线、第四连线交叉获得第二交叉点，
S5：连接第一交叉点、第二交叉点，获得所要跟踪的焊道中心线，
S6：安装在焊枪中的驱动机头电机自动跟踪得到的焊道中心线，进行焊枪两侧水平位置调整，
S7：随着焊接的进行，重复S3-S6使焊道实时处于中心位置。
优选地，在S1中：采集焊接过程中焊道的图像时，通过在焊枪前部安装摄像部件。
优选地，在S1中：采集到的图像经传输进入到图像处理软件中进行识别。
优选地，在S2中，坐标系为X-Y坐标系。
优选地，在S2中，根据焊道与未焊部分灰雾度的不同，识别出焊道的外侧边界线和内侧边界线。
优选地，在S6中，安装在焊枪中的驱动机头电机自动跟踪得到的焊道中心线，根据图像处理信号，按照调整时间间隔设置，进行焊枪两侧水平位置调整。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、通过焊枪前部摄像头抓取目标图像、建立坐标系，根据算法，找出焊道中心线；摆脱了对焊接操作工经验和技术的依赖；
2、通过安装在焊枪中的驱动机头电机，按照图像处理信号进行焊枪水平位置调整，自动跟踪得到的焊道中心线，使焊枪处于焊道中心位置。
附图说明
附图1为本实施例中图像处理示意图。
其中：1、外侧边界线；10、第一点；11、第二点；12、第三点；13、第四点；2、内侧边界线；20、第一垂点；21、第二垂点；22、第三垂点；23、第四垂点；30、第一交叉点；31、第二交叉点；4、焊道中心线；5、焊道；6、未焊部分。
具体实施方式
下面结合附图及实施案例对本发明作进一步描述：
如图1所示的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，包括以下步骤：
S1：通过在焊枪前部安装摄像部件采集焊接过程中焊道的图像，采集到的图像经传输进入到图像处理软件中进行识别，
S2：基于采集到的图像，在需要识别的焊道范围内建立X-Y坐标系，根据焊道与未焊部分灰雾度的不同，识别出焊道的外侧边界线1和内侧边界线2，
S3：在外侧边界线1上抓取第一点10、第二点11，从第一点10、第二点11分别向内侧边界线2做垂线，分别得到与第一点10对应的第一垂点20、与第二点11对应的第二垂点21，将第一点10与第二垂点21相连获得第一连线，将第二点11与第一垂点20相连获得第二连线，第一连线、第二连线交叉获得第一交叉点30，
S4：在外侧边界线1上抓取第三点12、第四点13，从第三点12、第四点13分别向内侧边界线2做垂线，分别得到与第三点12对应的第三垂点22、与第四点13对应的第四垂点23，将第三点12与第四垂点13相连获得第三连线，将第四点13与第三垂点22相连获得第四连线，第三连线、第四连线交叉获得第二交叉点31，
S5：连接第一交叉点30、第二交叉点31，获得所要跟踪的焊道中心线4，
S6：安装在焊枪中的驱动机头电机自动跟踪得到的焊道中心线4，根据图像处理信号，按照调整时间间隔设置，进行焊枪两侧水平位置调整，
S7：随着焊接的进行，重复S3-S6使焊道实时处于中心位置。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：包括以下步骤：
S1：采集焊接过程中焊道的图像，并对图像进行识别，
S2：基于采集到的图像，在需要识别的焊道范围内建立坐标系，并识别出焊道的外侧边界线和内侧边界线，
S3：在外侧边界线上抓取第一点、第二点，从第一点、第二点分别向内侧边界线做垂线，分别得到与第一点对应的第一垂点、与第二点对应的第二垂点，将第一点与第二垂点相连获得第一连线，将第二点与第一垂点相连获得第二连线，第一连线、第二连线交叉获得第一交叉点，
S4：在外侧边界线上抓取第三点、第四点，从第三点、第四点分别向内侧边界线做垂线，分别得到与第三点对应的第三垂点、与第四点对应的第四垂点，将第三点与第四垂点相连获得第三连线，将第四点与第三垂点相连获得第四连线，第三连线、第四连线交叉获得第二交叉点，
S5：连接第一交叉点、第二交叉点，获得所要跟踪的焊道中心线，
S6：安装在焊枪中的驱动机头电机自动跟踪得到的焊道中心线，进行焊枪两侧水平位置调整，
S7：随着焊接的进行，重复S3-S6使焊道实时处于中心位置。
2.根据权利要求1所述的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：在S1中：采集焊接过程中焊道的图像时，通过在焊枪前部安装摄像部件。
3.根据权利要求1所述的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：在S1中：采集到的图像经传输进入到图像处理软件中进行识别。
4.根据权利要求1所述的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：在S2中，坐标系为X-Y坐标系。
5.根据权利要求1所述的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：在S2中，根据焊道与未焊部分灰雾度的不同，识别出焊道的外侧边界线和内侧边界线。
6.根据权利要求1所述的一种焊接过程中焊道中心跟踪的图像处理模式，其特征在于：在S6中，安装在焊枪中的驱动机头电机自动跟踪得到的焊道中心线，根据图像处理信号，按照调整时间间隔设置，进行焊枪两侧水平位置调整。
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