CN110900024B - 一种用于片头子口的自动焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于片头子口的自动焊接工艺，本发明具体包括以下步骤：S1、焊接前准备工序，S2、片头子图像的采集，S3、图像识别特征中心竖线和中心横线，S4、待焊件图像中心位置的计算，S5、水平方向偏差α和竖直方向偏差β的计算及整合，S6、焊枪的校准对点焊接，S7、用户控制及远程监控，本发明涉及焊接技术领域。该用于片头子口的自动焊接工艺，可实现通过采用智能摄像识别系统，来实现自动快速锁定片头子的焊接位置，大大提高了对点校正焊接工艺精度，无需花费安装人员大量的时间机械能调试，大大增强了自动焊接设备使用的灵活性，无需根据焊接片头子尺寸的变化，而重新安装调试，降低了生成人员的工作负担。

Description

一种用于片头子口的自动焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为一种用于片头子口的自动焊接工艺。

背景技术

散热器片头一般为对称的两半冲压片头对合后沿接缝焊接而成，然后成型钢管与散热器片头对接焊接后构成散热器单片，单片层叠组焊后构成散热器，由于散热器片头焊缝较长，而且散热器片头部位的焊缝均要求打磨，在工程实践中由于片头焊接造成大量的泄漏问题，在现有散热器片头中，也有深冲片头，但在接管部位往往形成空缺部分，从而形成散热器片头内部的补丁片块，至少要两道以上的焊缝，因此对于散热器片头子焊接要求较高，由于散热器上片头子的数量较多，每节片头子的连接都需要焊接完成会浪费生产人员大量的时间，因此许多生产企业采用自动焊接机来进行片头子之间的焊接。

目前在使用自动焊接设备进行片头子的焊接过程中，大多是采用激光传感组件进行自动对点焊接，然而，这样的对点校正焊接工艺精度较低，且经常出现激光传感组件由于安装不牢发生偏移，从而造成对点焊接失败，同时激光传感组件在安装调试过程中较为繁琐，需要花费安装人员大量的时间机械能调试，同时灵活性较低，会根据焊接片头子尺寸的变化，而重新安装调试，增强了生成人员的工作负担，大大降低了生产效率，从而给生产人员散热器片头子的焊接工作带来了极大的不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于片头子口的自动焊接工艺，解决了现有的对点校正焊接工艺精度较低，且经常出现激光传感组件由于安装不牢发生偏移，从而造成对点焊接失败，同时激光传感组件在安装调试过程中较为繁琐，需要花费安装人员大量的时间机械能调试，同时灵活性较低，会根据焊接片头子尺寸的变化，而重新安装调试，增强了生成人员的工作负担，大大降低了生产效率的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于片头子口的自动焊接工艺，具体包括以下步骤：

S1、焊接前准备工序：首先生产人员可通过用户交互单元向自动焊接设备中输入两个片头子贴合位置的特征图像数据程序和控制程序，再启动自动焊接设备进行首个片头子的夹取和固定，然后控制自动焊接设备的自动上料机构夹取第二个片头子，并与固定好的首个片头子的中心口进行对准和靠拢，此时启动自动焊接设备上的挤进气缸对第二个片头子的一端施压，使两个片头子之间进行紧密挤压；

S2、片头子图像的采集：前备工作完成后，中央处理模块会启动安装于焊枪前端的图像采集单元对步骤S1两个挤压在一起的片头子进行拍照，并将采集的照片传送至图像识别单元内进行图像特征识别：

S3、图像识别特征中心竖线和中心横线：中央处理模块会控制图像识别单元内的图像像素点色阶值提取模块对采集的图像上的多个色阶特征点进行提取，然后通过图像特征点选取匹配模块可根据步骤S1中用户输入的图像特征数据筛选出所对应的特征点，之后通过图像特征线生成模块将匹配的特征点组合成图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心横线，然后通过特征值匹配度分析模块对识别出的特征横线和特征竖线进行再次优化分析，并将优化分析后的数据传送至待焊件图像中心位置计算模块内；

S4、待焊件图像中心位置的计算：中央处理模块会控制待焊件图像中心位置计算模块以图像采集单元视界的中心位置为坐标原点，计算出图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心竖线相交位置的坐标位置，并将所得待焊件图像中心位置坐标反馈至中央处理模块；

S5、水平方向偏差和竖直方向偏差的计算及整合：中央处理模块会将步骤S4中的待焊件图像中心位置传送至定位偏差分析单元，定位偏差分析单元内的待焊件中心位置坐标提取模块提取数据后，分别通过水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块计算出水平方向偏差和竖直方向偏差，然后通过偏移量计算分析模块将水平方向偏差和竖直方向偏差进行整合，并发送至中央处理模块；

S6、焊枪的校准对点焊接：中央处理模块会根据步骤S5整合的竖直和水平的偏移量分别控制焊枪的水平方向校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件将焊枪定位于待焊件图像中心位置处，然后启动焊枪即可对两个片头子的贴合处进行自动焊接；

S7、用户控制及远程监控：在整个焊接过程中，生产人员可通过用户交互单元对整个焊接系统进行控制，同时远距离监控人员可通过无线通讯单元和远程监控终端对自动焊接设备进行远程监控。

优选的，所述步骤S2中中央处理模块分别与图像采集单元和图像识别单元实现双向电性连接，且图像采集单元与图像识别单元实现双向电性连接，所述图像采集单元为高清去雾摄像机。

优选的，所述步骤S3中图像识别单元包括图像像素点色阶值提取模块、图像特征点选取匹配模块、图像特征线生成模块和特征值匹配度分析模块，所述图像像素点色阶值提取模块的输出端与图像特征点选取匹配模块的输入端电性连接，且图像特征点选取匹配模块的输出端与图像特征线生成模块的输入端电性连接，所述图像特征线生成模块的输出端与特征值匹配度分析模块的输入端电性连接。

优选的，所述步骤S4中中央处理模块与待焊件图像中心位置计算模块实现双向电性连接，且待焊件图像中心位置计算模块与图像识别单元实现双向电性连接。

优选的，所述步骤S5中中央处理模块与定位偏差分析单元实现双向电性连接。

优选的，所述步骤S5中定位偏差分析单元包括待焊件中心位置坐标提取模块、水平方向偏差计算模块、竖直方向偏差计算模块和偏移量计算分析模块，所述待焊件中心位置坐标提取模块的输出端分别与水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输入端电性连接，且水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输出端均与偏移量计算分析模块的输入端电性连接。

优选的，所述步骤S6中中央处理模块分别与水平方向校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件实现双向电性连接。

优选的，所述步骤S7中中央处理模块与用户交互单元实现双向电性连接，且中央处理模块通过无线通讯单元与远程监控终端实现无线双向连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种用于片头子口的自动焊接工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该用于片头子口的自动焊接工艺，具体包括以下步骤：S1、焊接前准备工序，S2、片头子图像的采集，S3、图像识别特征中心竖线和中心横线，S4、待焊件图像中心位置的计算，S5、水平方向偏差α和竖直方向偏差β的计算及整合，S6、焊枪的校准对点焊接，S7、用户控制及远程监控，可实现通过采用智能摄像识别系统，来实现自动快速锁定片头子的焊接位置，大大提高了对点校正焊接工艺精度，很好的避免了由于设备安装不牢发生偏移的情况发生，从而防止对点焊接失败，无需花费安装人员大量的时间机械能调试，大大增强了自动焊接设备使用的灵活性，无需根据焊接片头子尺寸的变化，而重新安装调试，降低了生成人员的工作负担，大大提高了生产效率，从而很好的方便了生产人员散热器片头子的焊接工作。

(2)、该用于片头子口的自动焊接工艺，通过在中央处理模块与用户交互单元实现双向电性连接，且中央处理模块通过无线通讯单元与远程监控终端实现无线双向连接，可实现对整个自动焊接系统进行远程监控和控制，大大方便了生产人员对自动焊接设备进行远程检查管理，从而耿介全面的进行自动化焊接生产。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明系统的结构原理框图；

图3为本发明定位偏差分析单元的结构原理框图；

图4为本发明相机视界中心位置和待焊件图像识别中心位置的原理图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种用于片头子口的自动焊接工艺，具体包括以下步骤：

S1、焊接前准备工序：首先生产人员可通过用户交互单元向自动焊接设备中输入两个片头子贴合位置的特征图像数据程序和控制程序，再启动自动焊接设备进行首个片头子的夹取和固定，然后控制自动焊接设备的自动上料机构夹取第二个片头子，并与固定好的首个片头子的中心口进行对准和靠拢，此时启动自动焊接设备上的挤进气缸对第二个片头子的一端施压，使两个片头子之间进行紧密挤压；

S2、片头子图像的采集：前备工作完成后，中央处理模块会启动安装于焊枪前端的图像采集单元对步骤S1两个挤压在一起的片头子进行拍照，并将采集的照片传送至图像识别单元内进行图像特征识别：

S3、图像识别特征中心竖线和中心横线：中央处理模块会控制图像识别单元内的图像像素点色阶值提取模块对采集的图像上的多个色阶特征点进行提取，然后通过图像特征点选取匹配模块可根据步骤S1中用户输入的图像特征数据筛选出所对应的特征点，之后通过图像特征线生成模块将匹配的特征点组合成图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心横线，然后通过特征值匹配度分析模块对识别出的特征横线和特征竖线进行再次优化分析，并将优化分析后的数据传送至待焊件图像中心位置计算模块内；

S4、待焊件图像中心位置的计算：中央处理模块会控制待焊件图像中心位置计算模块以图像采集单元视界的中心位置a为坐标原点，计算出图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心竖线相交位置b的坐标位置，并将所得待焊件图像中心位置a坐标反馈至中央处理模块；

S5、水平方向偏差α和竖直方向偏差β的计算及整合：中央处理模块会将步骤S4中的待焊件图像中心位置a传送至定位偏差分析单元，定位偏差分析单元内的待焊件中心位置坐标提取模块提取数据后，分别通过水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块计算出水平方向偏差α和竖直方向偏差β，然后通过偏移量计算分析模块将水平方向偏差α和竖直方向偏差β进行整合，并发送至中央处理模块；

S6、焊枪的校准对点焊接：中央处理模块会根据步骤S5整合的竖直和水平的偏移量分别控制焊枪的水平方同校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件将焊枪定位于待焊件图像中心位置a处，然后启动焊枪即可对两个片头子的贴合处进行自动焊接；

S7、用户控制及远程监控：在整个焊接过程中，生产人员可通过用户交互单元对整个焊接系统进行控制，同时远距离监控人员可通过无线通讯单元和远程监控终端对自动焊接设备进行远程监控。

本发明中，步骤S2中中央处理模块分别与图像采集单元和图像识别单元实现双向电性连接，且图像采集单元与图像识别单元实现双向电性连接，所述图像采集单元为高清去雾摄像机。

本发明中，步骤S3中图像识别单元包括图像像素点色阶值提取模块、图像特征点选取匹配模块、图像特征线生成模块和特征值匹配度分析模块，所述图像像素点色阶值提取模块的输出端与图像特征点选取匹配模块的输入端电性连接，且图像特征点选取匹配模块的输出端与图像特征线生成模块的输入端电性连接，所述图像特征线生成模块的输出端与特征值匹配度分析模块的输入端电性连接。

本发明中，步骤S4中中央处理模块与待焊件图像中心位置计算模块实现双向电性连接，且待焊件图像中心位置计算模块与图像识别单元实现双向电性连接。

本发明中，步骤S5中中央处理模块与定位偏差分析单元实现双向电性连接。

本发明中，步骤S5中定位偏差分析单元包括待焊件中心位置坐标提取模块、水平方向偏差计算模块、竖直方向偏差计算模块和偏移量计算分析模块，所述待焊件中心位置坐标提取模块的输出端分别与水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输入端电性连接，且水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输出端均与偏移量计算分析模块的输入端电性连接。

本发明中，步骤S6中中央处理模块分别与水平方向校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件实现双向电性连接。

本发明中，步骤S7中中央处理模块与用户交互单元实现双向电性连接，且中央处理模块通过无线通讯单元与远程监控终端实现无线双向连接。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、焊接前准备工序：首先生产人员可通过用户交互单元向自动焊接设备中输入两个片头子贴合位置的特征图像数据程序和控制程序，再启动自动焊接设备进行首个片头子的夹取和固定，然后控制自动焊接设备的自动上料机构夹取第二个片头子，并与固定好的首个片头子的中心口进行对准和靠拢，此时启动自动焊接设备上的挤进气缸对第二个片头子的一端施压，使两个片头子之间进行紧密挤压；

S2、片头子图像的采集：前备工作完成后，中央处理模块会启动安装于焊枪前端的图像采集单元对步骤S1两个挤压在一起的片头子进行拍照，并将采集的照片传送至图像识别单元内进行图像特征识别：

S3、图像识别特征中心竖线和中心横线：中央处理模块会控制图像识别单元内的图像像素点色阶值提取模块对采集的图像上的多个色阶特征点进行提取，然后通过图像特征点选取匹配模块可根据步骤S1中用户输入的图像特征数据筛选出所对应的特征点，之后通过图像特征线生成模块将匹配的特征点组合成图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心横线，然后通过特征值匹配度分析模块对识别出的图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心横线进行再次优化分析，并将优化分析后的数据传送至待焊件图像中心位置计算模块内；

S4、待焊件图像中心位置的计算：中央处理模块会控制待焊件图像中心位置计算模块以图像采集单元视界的中心位置为坐标原点，计算出图像识别特征中心竖线和图像识别特征中心竖线相交位置的坐标位置，并将所得待焊件图像中心位置坐标反馈至中央处理模块；

S5、水平方向偏差和竖直方向偏差的计算及整合：中央处理模块会将步骤S4中的待焊件图像中心位置传送至定位偏差分析单元，定位偏差分析单元内的待焊件中心位置坐标提取模块提取数据后，分别通过水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块计算出水平方向偏差和竖直方向偏差，然后通过偏移量计算分析模块将水平方向偏差和竖直方向偏差进行整合，并发送至中央处理模块；

S6、焊枪的校准对点焊接：中央处理模块会根据步骤S5整合的竖直和水平的偏移量分别控制焊枪的水平方向校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件将焊枪定位于待焊件图像中心位置处，然后启动焊枪即可对两个片头子的贴合处进行自动焊接；

S7、用户控制及远程监控：在整个焊接过程中，生产人员可通过用户交互单元对整个焊接系统进行控制，同时远距离监控人员可通过无线通讯单元和远程监控终端对自动焊接设备进行远程监控。

2.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S2中中央处理模块分别与图像采集单元和图像识别单元实现双向电性连接，且图像采集单元与图像识别单元实现双向电性连接，所述图像采集单元为高清去雾摄像机。

3.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S3中图像识别单元包括图像像素点色阶值提取模块、图像特征点选取匹配模块、图像特征线生成模块和特征值匹配度分析模块，所述图像像素点色阶值提取模块的输出端与图像特征点选取匹配模块的输入端电性连接，且图像特征点选取匹配模块的输出端与图像特征线生成模块的输入端电性连接，所述图像特征线生成模块的输出端与特征值匹配度分析模块的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S4中中央处理模块与待焊件图像中心位置计算模块实现双向电性连接，且待焊件图像中心位置计算模块与图像识别单元实现双向电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S5中中央处理模块与定位偏差分析单元实现双向电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S5中定位偏差分析单元包括待焊件中心位置坐标提取模块、水平方向偏差计算模块、竖直方向偏差计算模块和偏移量计算分析模块，所述待焊件中心位置坐标提取模块的输出端分别与水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输入端电性连接，且水平方向偏差计算模块和竖直方向偏差计算模块的输出端均与偏移量计算分析模块的输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S6中中央处理模块分别与水平方向校正驱动组件和竖直方向校正驱动组件实现双向电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种用于片头子口的自动焊接工艺，其特征在于：所述步骤S7中中央处理模块与用户交互单元实现双向电性连接，且中央处理模块通过无线通讯单元与远程监控终端实现无线双向连接。

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