CN112108758A - 一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法 - Google Patents

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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明涉及一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，属于焊接领域。本发明将高清摄像头安装至激光焊接机器人上，高清摄像头与激光焊接机器人的激光焊接光斑同步移动；处理设备连接到高清摄像头、激光焊接机器人和焊点数据库，图片抓取软件和图片对比软件预先安装在处理设备中；在激光焊接焊点完成后，使用图片抓取软件通过高清摄像头抓取焊点图片；使用图片对比软件将抓取到的焊点图片与焊点数据库中的正确焊点图片或故障焊点图片进行比对以判定焊点正确或故障；一旦焊点出现故障则发出故障信号，设备停机或报警。本发明具有实时检测，可学习式图像判别，检验效率高的优点。

Description

一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法。
背景技术
随着军工产品对印制板组装件组装焊接效率、焊点可靠性要求的不断提升，印制板上使用到高精密、密间距器件愈来愈多。使用激光焊接方式焊接此类器件，其中表贴器件一般是由于耐温等原因无法上机贴装，通孔器件往往是由于超密间距手工焊接故障率高，因此，激光焊接方式在多品种小批量军品领域得到了越来越多的应用。
市面上印制板组件激光焊接属于前沿技术，而目前产品仅为激光重复焊接，无法对激光焊接后焊点是否焊接良好进行检测，同时激光焊接一个焊点产生故障后，原因多为批次性问题，其后续焊点的焊接往往会受到影响，实时焊点检测是激光焊接焊点检测的核心要素。但目前产品均无此功能。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，以解决现有的激光焊接无法对激光焊接后焊点是否焊接良好进行实时检测的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提出一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，该方法包括如下步骤：
S1、将高清摄像头安装至激光焊接机器人上，所述高清摄像头与所述激光焊接机器人的激光焊接光斑同步移动；所述处理设备连接到所述高清摄像头、所述激光焊接机器人和焊点数据库，图片抓取软件和图片对比软件预先安装在所述处理设备中；
S2、在激光焊接焊点完成后，使用所述图片抓取软件通过所述高清摄像头抓取焊点图片；
S3、使用所述图片对比软件将抓取到的焊点图片与所述焊点数据库中的正确焊点图片或故障焊点图片进行比对以判定焊点正确或故障；
S4、一旦焊点出现故障则发出故障信号，设备停机或报警。
(三)有益效果
本发明提出一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，用于实现激光焊接印制板组件表贴及通孔焊盘过程中，利用激光焊接摄像头采集数据信息，实时检测焊接焊点，发现故障报警及停机，具有效率高、防止错误积累，检测成功率高的特点。具体地，通过采用与激光焊接头激光光斑同步的摄像头采集二维图片信息，通过成熟的计算机比对软件与问题产品数据库进行比对，检查故障模式，发现问题报警或联动设备停机，保证故障及时查处，不会造成问题积累的检测方法。具有实时检测，可学习式图像判别，检验效率高的优点。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明的目的是提供一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，实时通过故障库比对，完成激光焊接故障实时检测，该方法包括如下步骤：
S1、将高清摄像头安装至激光焊接机器人上，所述高清摄像头与所述激光焊接机器人的激光焊接光斑同步移动；所述处理设备连接到所述高清摄像头、所述激光焊接机器人和焊点数据库，图片抓取软件和图片对比软件预先安装在所述处理设备中；
S2、在激光焊接焊点完成后，使用所述图片抓取软件通过所述高清摄像头抓取焊点图片；
S3、使用所述图片对比软件将抓取到的焊点图片与所述焊点数据库中的正确焊点图片或故障焊点图片进行比对以判定焊点正确或故障；
S4、一旦焊点出现故障则发出故障信号，设备停机或报警。
进一步地，所述高清摄像头的显示格式为1080P及以上。
进一步地，所述步骤S2中，所述激光焊接机器人焊接完成后发送信号到所述处理设备，所述处理设备中的所述图片抓取软件发送信号到所述高清摄像头以抓取焊点图片。
进一步地，所述步骤S2中，在激光焊接焊点完成后500-1000ms抓取焊点图片。
进一步地，所述步骤S2中，所述激光焊接机器人焊接完成后，激光头移动至下一焊点的运动时刻，所述激光焊接机器人发送信号到所述处理设备，所述处理设备中的所述图片抓取软件发送信号到所述高清摄像头以抓取焊点图片。
进一步地，所述步骤S3中，所述高清摄像头将抓取到的焊点图片发送至所述处理设备供所述图片对比软件进行图片比对。
进一步地，所述焊点数据库提前录入所焊接产品的正确焊点图片以及各种故障焊点图片。
进一步地，所述步骤S3中，通过图像对比90％及以上相似度即判定为正确或故障。
进一步地，所述步骤S4之后还包括：将新增的故障图增加至焊点数据库中。
具体的实施办法如下：
1、激光焊接光斑头同轴(同步)高清摄像头及相应图片抓取软件。使用与激光焊接机器人激光焊接光斑同步移动的高清摄像头(1080P及以上)安装至激光焊接机器人上，使用市面上成熟的图片抓取软件，并与激光焊接机器人联动，在激光焊接焊点完成后500-1000ms或激光头移动至下一焊点运动时刻抓取焊点图片。
2、数据库学习与比对。采用市面上成熟图片对比软件，焊点数据库为提前录入所焊接产品正确焊点图片以及各种故障焊点图片，通过图像对比90％及以上相似度即为相应判别正确或故障。与设备软件联动，一旦出现故障发出故障信号，设备停机或报警。同时，随着产品故障的增加，新增的故障图可完善至焊点数据库中，可学习式的功能使图像判别更加完善与准确。
本发明的优点在于通过此方法，可学习式的数据库功能使图像判别更加完善与准确。与激光焊接光斑同步的摄像头使焊接后焊点形貌实时进行检测，本方法的使用提高了激光精密焊接的实时检验性，取代了焊后检查，提高了产品检测质量与可靠性，降低了产品的生产成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、将高清摄像头安装至激光焊接机器人上，所述高清摄像头与所述激光焊接机器人的激光焊接光斑同步移动；所述处理设备连接到所述高清摄像头、所述激光焊接机器人和焊点数据库，图片抓取软件和图片对比软件预先安装在所述处理设备中；
S2、在激光焊接焊点完成后，使用所述图片抓取软件通过所述高清摄像头抓取焊点图片；
S3、使用所述图片对比软件将抓取到的焊点图片与所述焊点数据库中的正确焊点图片或故障焊点图片进行比对以判定焊点正确或故障；
S4、一旦焊点出现故障则发出故障信号，设备停机或报警。
2.如权利要求1所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述高清摄像头的显示格式为1080P及以上。
3.如权利要求1所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述激光焊接机器人焊接完成后发送信号到所述处理设备，所述处理设备中的所述图片抓取软件发送信号到所述高清摄像头以抓取焊点图片。
4.如权利要求1或3所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S2中，在激光焊接焊点完成后500-1000ms抓取焊点图片。
5.如权利要求1或3所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述激光焊接机器人焊接完成后，激光头移动至下一焊点的运动时刻，所述激光焊接机器人发送信号到所述处理设备，所述处理设备中的所述图片抓取软件发送信号到所述高清摄像头以抓取焊点图片。
6.如权利要求1所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述高清摄像头将抓取到的焊点图片发送至所述处理设备供所述图片对比软件进行图片比对。
7.如权利要求1所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述焊点数据库提前录入所焊接产品的正确焊点图片以及各种故障焊点图片。
8.如权利要求1、6或7所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过图像对比90％及以上相似度即判定为正确或故障。
9.如权利要求1所述的激光焊接机器人焊接视觉故障检测技术方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：将新增的故障图增加至焊点数据库中。
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