CN111438565A

CN111438565A - 一种焊缝识别补偿装置及方法

Info

Publication number: CN111438565A
Application number: CN201910042992.7A
Authority: CN
Inventors: 余超雄
Original assignee: Wuhan Vtop Fiber Laser Engineering Co ltd
Current assignee: Wuhan Vtop Fiber Laser Engineering Co ltd
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2020-07-24

Abstract

本发明提供一种焊缝识别补偿装置，该装置应用于管材加工设备上，所述装置包括：视觉传感模块，用于采集管材表面图片，识别并标记管材上的焊缝；补偿旋转模块，用于在视觉传感模块标记焊缝后，将管材进行旋转，使得该管材的焊缝处于非加工面上。本发明还提供一种焊缝识别补偿方法，该方法应用于管材加工设备上，所述方法包括：步骤A，采集管材当前被测面图片；步骤B，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；步骤C，旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

Description

一种焊缝识别补偿装置及方法

技术领域

本发明涉及管材加工设备，尤其涉及一种焊缝识别补偿装置及方法。

背景技术

在管材加工行业，有一些客户对管材成品要求比较高，会要求在产品加工过程中避免把孔或者一些连接特征加工在管材的焊缝上。而现在采用全自动上下料的管材加工方式，在加工过程中，加工设备上的管材是被自动送到加工设备上的，因此无法保证管材焊缝是否在管材的加工面，即不确定焊缝是否在管材需要被加工的部分表面。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种焊缝识别补偿装置，该装置应用于管材加工设备上，所述装置包括：视觉传感模块，用于采集管材表面图片，识别并标记管材上的焊缝；补偿旋转模块，用于在视觉传感模块标记焊缝后，将管材进行旋转，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

进一步的，所述视觉传感装置为视觉传感器。

进一步的，所述视觉传感器通过采集到的图片颜色或信号值识别管材是否有焊缝。

本发明还提供一种焊缝识别补偿方法，该方法应用于管材加工设备上，所述方法包括：步骤A，采集管材当前被测面图片；步骤B，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；步骤C，旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

进一步的，所述步骤B进一步包括：步骤D，根据所述图片的颜色识别所述管材是否有焊缝；步骤E，若无焊缝，则旋转管材，并重复步骤A；步骤F，若有焊缝，则标记该焊缝的位置。

进一步的，所述步骤E进一步包括：若无焊缝，则根据预设的旋转值θ，旋转管材。

进一步的，所述旋转值θ＝90°。

进一步的，所述步骤C进一步包括：根据补偿值旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

进一步的，所述补偿值为180°。

本发明提供的技术方案，能够视觉传感器标来实现识别出来焊缝，并标记相应的位置，在正式加工过程中，通过补偿给工件，以实现避免孔或者其他的连接特征加工在焊缝上。

附图说明

图1A是焊缝在矩形管材其中一面的中部的示意图；

图1B、1C是焊缝在矩形管材其中一面的靠边位置的示意图；

图2是本发明提供的一种流程图；

图3是视觉传感器采集圆形管材被测面图片示意图；

图4A、4B是视觉传感器显示的图片；

图5是本发明提供的另一种流程图；

图6是一种视觉传感器采集矩形管材被测面图片示意图；

图7本发明提供的另一种典型流程图；

图8A、8B是另一种视觉传感器采集矩形管材被测面图片示意图。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

方法实施例：

本发明提供一种焊缝识别补偿方法，该方法应用于管材加工设备上。由于通常情况下，管材分为圆形管材和矩形管材两种，而矩形管材上的焊缝位置分两种情况，一种是焊缝在管材其中一面的中部，而另一种是在靠边的位置，如图1A、1B、1C所示。由于矩形管材形状不同，焊缝位置不同，都会导致管材的焊缝识别补偿的过程有所不同，故接下来将分三种不同情况来介绍本发明提供的技术方案。

首先介绍所述方法在圆形管材上的应用，如图2所示，具体如下：

步骤101，采集管材当前被测面图片；

通常情况下，采集管材被测面图片的工作是由视觉传感器来完成的。如图3所示，视觉传感器一般位于被测管材的上方，由于视觉传感器有固定的视场范围，故被该视场范围覆盖到的管材的表面被称为被测面。

步骤102，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；

具体流程如下：

步骤201，根据所述图片的颜色识别所述管材是否有焊缝；

因为焊缝处的管材表面颜色(如图4A所示)与无焊焊缝的管材表面颜色(如图4B所示)明显不一样，所以视觉传感器可以通过采集到的被测面图片的颜色来识别该管材被测面上是否有焊缝。

步骤202，若无焊缝，则根据预设的旋转值θ，旋转管材，并重复步骤101；

由步骤101和步骤201可知，由于视觉传感器的视场范围只能覆盖被测管材的部分表面，因此有另一部分表面没有被覆盖，也就无法检测到是否有焊缝。为了实现焊缝检测识别的全面性，在检测到当前被测面无焊缝时，则需将管材进行旋转，重复步骤101，继续进行检测。这里需要特别注意的是，旋转值θ为视觉传感器的视场范围覆盖的管材表面对应的圆心角，如图3所示。

步骤203，若有焊缝，则标记该焊缝的位置。

如果有焊缝，则标记该焊缝的位置，例如记录焊缝的坐标值，以便后期进行相应处理。

步骤103，根据补偿值旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

由步骤203可知，根据视觉传感器所显示的图片颜色，可以识别并标记焊缝的位置，为了避免把孔或者其他连接特征加工到管材的焊缝上，需在管材加工过程中根据焊缝的位置，进行补偿加工，也就是根据补偿值，将管材进行旋转。假如管材加工设备是在管材的上方进行加工，也就是说此时管材的上表面为加工面，下表面为非加工面，那么所述补偿值通常为180°，即将管材旋转180°，把步骤203中识别出来的焊缝旋转到下方，从而使得该管材的焊缝处于非加工面上。

接下来介绍所述方法在焊缝位于管材一面中部的矩形管材上的应用，如图5所示，具体如下：

步骤301，采集管材当前被测面图片；

通常情况下，采集管材被测面图片的工作是由视觉传感器来完成的。如图6所示，视觉传感器一般位于被测管材的上方，而矩形管材有四个面，所以管材朝上的一面为被测面，由于视觉传感器有固定的视场范围，而该视场范围可能无法覆盖到的被测面的全部，所以根据焊缝所处位置的不同，视觉传感器采集图片时的方式也有所不同。一般来说，如果焊缝位于矩形管材一面中部，则视觉传感器只需在管材的正上方进行图片采集即可。

步骤302，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；

具体步骤如下：

步骤401，根据所述图片的颜色识别所述管材是否有焊缝；

如图4A、4B所示，因为焊缝处的管材表面颜色与无焊焊缝的管材表面颜色明显不一样，所以视觉传感器可以通过采集到的被测面图片的颜色来识别该管材被测面上是否有焊缝。

步骤402，若无焊缝，则根据预设的旋转值θ＝90°，旋转管材，并重复步骤301；

由步骤301和步骤401可知，由于视觉传感器的视场范围只能覆盖被测管材朝上的一面，因此另外三个面没有被覆盖，也就无法检测到是否有焊缝。为了实现焊缝检测识别的全面性，在检测到当前被测面无焊缝时，则需将管材进行旋转，重复步骤301，继续进行检测。这里需要特别注意的是，由于矩形管材的四个面相互垂直，故旋转值θ＝90°。

步骤403，若有焊缝，则标记该焊缝的位置。

步骤303，根据补偿值旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

由步骤403可知，根据视觉传感器所显示的图片颜色，可以识别并标记焊缝的位置，为了避免把孔或者其他连接特征加工到管材的焊缝上，需在管材加工过程中根据焊缝的位置，进行补偿加工，也就是根据补偿值，将管材进行旋转。假如管材加工设备是在管材的上方进行加工，也就是说此时管材朝上的一面为加工面，其他三个面为非加工面，那么所述补偿值通常为180°，即将管材旋转180°，把步骤403中识别出来的焊缝旋转到下方，从而使得该管材的焊缝处于非加工面上。

最后介绍所述方法在焊缝位于管材一面靠边位置的矩形管材上的应用，如图7所示，具体如下：

步骤501，采集管材当前被测面图片；

通常情况下，采集管材被测面图片的工作是由视觉传感器来完成的。视觉传感器一般位于被测管材的上方，而矩形管材有四个面，所以管材朝上的一面为被测面，由于视觉传感器有固定的视场范围，而该视场范围可能无法覆盖到的被测面的全部，所以根据焊缝所处位置的不同，视觉传感器采集图片时的方式也有所不同。一般来说，如果焊缝位于矩形管材其中一面靠边的位置，则视觉传感器会在管材上方两侧的位置进行图片采集，如图8A、8B所示。

步骤502，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；

因为焊缝处的管材表面颜色与无焊焊缝的管材表面颜色明显不一样，所以视觉传感器可以通过采集到的被测面图片的颜色来识别该管材被测面上是否有焊缝。由于视觉传感器不仅可以直接显示被测管材表面图片，还能根据所显示的图片颜色显示判断值，如图4A、4B左上角所示。所以，除了可以直接根据图片颜色识别焊缝，还可以通过视觉传感器上的判断值来识别焊缝。对于焊缝位于管材一面靠边位置的矩形管材，通常通过判断值来识别焊缝。

这里需要注意的时，由于视觉传感器在管材旋转到窄面在上的时候，视觉传感器采集到的图片不全是是管材表面，而有部分是设备的背景色，当设备的背景色与标定的颜色差异不大的时候，这个时候视觉传感器会误判，认为当前的面为有焊缝的面。故在此情况下，需要采集矩形管材四个面的图片，根据视觉传感器上显示的判断值来识别。

若背景色的干扰为OK值，则实际四面判断结果如下：

序号	识别角度	判断值
			1	0	OK
2	90	OK
			3	180	NG
4	270	OK

表1

若背景色的干扰为NG值，则实际四面判断结果如下：

序号	识别角度	判断值
			1	0	OK
2	90	NG
			3	180	NG
4	270	NG

表2

综合以上数据可以发现，真实的有焊缝一面的对面的判断结果必然是NG。而背景色的干扰的两个面的结果必然是一样的。

所以在针对此种情形时，必须进行四个面的采样，同时判断焊缝OK的信号条件为当前面信号为OK，180度旋转后的背面的信号为NG，才能判断当前面为有焊缝的一面。例如，上文表1和表2的结果均为第一次采集图片的一面为有焊缝的面。

步骤503，根据补偿值旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

由上述内容可知，在采集完管材的四个面的图片后，管材已经被旋转了270°，此时需根据判断值的结果来确定补偿值。例如，根据上文表1判断出第三次采集图片的一面为有焊缝一面的向对面，则将补偿值为90°×3＝270°，故需将管材旋转270°，且旋转方向与采集管材四面图片时旋转方向相同。如此一来，该管材的焊缝就处于非加工面上了。

装置实施例：

请参考图3、图6、图8A、图8B，本发明提供一种焊缝识别补偿装置，该装置应用于管材加工设备上，所述装置包括：视觉传感模块，用于采集管材表面图片，识别并标记管材上的焊缝；补偿旋转模块，用于在视觉传感模块标记焊缝后，将管材进行旋转，使得该管材的焊缝处于非加工面上。所述视觉传感装置为视觉传感器。所述视觉传感器通过采集到的图片颜色或信号值识别管材是否有焊缝。

所述装置的具体使用方法上文已详细说明，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种焊缝识别补偿装置，该装置应用于管材加工设备上，其特征在于，所述装置包括：

视觉传感模块，用于采集管材表面图片，识别并标记管材上的焊缝；

补偿旋转模块，用于在视觉传感模块标记焊缝后，将管材进行旋转，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述视觉传感装置为视觉传感器。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述视觉传感器通过采集到的图片颜色或信号值识别管材是否有焊缝。

4.一种焊缝识别补偿方法，该方法应用于管材加工设备上，其特征在于，所述方法包括：

步骤A，采集管材当前被测面图片；

步骤B，根据所述图片，识别并标记管材上的焊缝；

步骤C，旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

步骤D，根据所述图片的颜色识别所述管材是否有焊缝；

步骤E，若无焊缝，则旋转管材，并重复步骤A；

步骤F，若有焊缝，则标记该焊缝的位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤E进一步包括：

若无焊缝，则根据预设的旋转值θ，旋转管材。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述旋转值θ＝90°。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C进一步包括：根据补偿值旋转管材，使得该管材的焊缝处于非加工面上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述补偿值为180°。