CN115351441A - 一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，涉及激光焊接技术领域，包括：焊接信息采集模块、主控机模块、驱动模块、三维可调工作台、光纤激光器、送料机构和双循环冷却机，主控机模块接收焊接信息采集模块发送的信息，并进行显示和分析处理，以及控制各个机构协作完成激光焊接，本发明通过光纤激光器输出激光束对焊接材料进行加热，从而进行焊接，不需要钨针更换，避免了因为钨针更换不及时造成虚焊现象，降低了焊接材料的报废率，同时，通过主控机模块对焊接信息采集模块发送的温度数据和图像信息进行分析处理，获取焊迹规划信息和焊接评价信息，可实现自动焊接，此外，通过焊接评价信息可及时获取焊接缺陷信息，并进行及时纠正。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统。
背景技术
现如今，随着自动化技术的不断发展，工业领域对于产品的标准化、微小化以及专业化的要求不断提高，传统技术焊接工件结构较复杂，焊接要求高，对焊工的技术和经验要求较高，许多厂家采用氩弧焊接机进行焊接，然而，氩弧焊焊接机在焊接过程中需要进行钨针更换，可能会出现因为跳针造成的穿孔现象，还可能会出现因为钨针更换不及时造成虚焊现象，使得焊接材料的报废率较高，同时，现有的大多数焊接技术，没有进行焊接后的焊接评价，在具有焊接缺陷时，不能进行及时纠正。
因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，以解决上述技术问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，包括：焊接信息采集模块、主控机模块、驱动模块、三维可调工作台、光纤激光器、送料机构和双循环冷却机。
在上述的方案中，所述焊接信息采集模块用于对焊接区域的温度数据以及焊接区域的图像信息进行采集。
在上述的方案中，所述主控机模块与所述焊接信息采集模块相互连接，所述主控机模块接收所述焊接信息采集模块发送的温度数据和图像信息，对温度数据和图像信息进行显示，并对温度数据和图像信息进行分析处理，以及获取用户的操作指令信息，根据温度数据与图像信息的分析处理结果和用户的操作指令信息获取工作台控制信息、激光器控制信息和冷却机控制信息。
在上述的方案中，所述驱动模块与所述主控机模块相互通信，所述三维可调工作台、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均与所述驱动模块相互通信，所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均安装在所述三维可调工作台上，所述三维可调工作台用于在所述驱动模块的驱动下进行运动，并带动所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机移动到相应的位置处，所述光纤激光器用于输出激光束对焊接材料进行加热，所述送料机构用于输送焊接材料至焊接区域，所述双循环冷却机用于通过冷却水对所述光纤激光器进行冷却。
在上述的方案中，所述焊接信息采集模块包括温度采集单元和图像采集单元，所述温度采集单元用于通过高速红外测温仪获取焊接区域的温度信息；所述图像采集单元包括支撑架、安装在支撑架上的CCD摄像机、支撑架驱动电机、安装在支撑架上的补光灯和安装在支撑架上的亮度传感器，所述CCD摄像机用于采集焊接区域的图像信息，所述支撑架驱动电机用于驱动所述支撑架进行转动，带动所述CCD摄像机进行转动，所述补光灯用于在接收所述主控机模块发送的补光控制信号，为所述CCD摄像机进行补光，所述亮度传感器用于采集焊接区域的环境亮度信息，并发送至所述主控机模块。
在上述的方案中，所述主控机模块包括图像显示单元、操作台单元和控制器单元，所述图像显示单元用于对经过所述控制器单元处理后的焊接区域图像进行显示；所述操作台单元用于接收用户的操作指令信息，并对操作界面和焊接状态信息进行显示；所述控制器单元用于接收所述焊接信息采集模块采集的焊接区域温度信息、焊接区域图像信息和焊接区域亮度信息，并进行分析处理，根据分析处理结果获取摄像机补光控制信息、三维可调工作台控制信息、光纤激光器控制信息、送料机构控制信息和双循环冷却机控制信息，并控制所述图像显示单元对焊接区域图像进行显示，以及控制所述操作台单元对操作界面和焊接状态信息进行显示。
在上述的方案中，所述操作台单元包括操作按键模块和显示屏模块，所述操作按键模块用于通过多个操作按键控制所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态；所述显示屏模块用于对所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态进行显示，并对所述控制器单元获取的分析处理信息进行显示。
在上述的方案中，所述控制器单元包括补光控制模块、冷却机控制模块和温度曲线图绘制模块，所述补光控制模块用于接收所述焊接信息采集模块发送的焊接区域的环境亮度，并根据环境亮度数据所在的范围，匹配相应的补光灯亮度，以及根据补光灯亮灯数据发送补光灯控制信息至所述焊接信息采集模块；所述冷却机控制模块用于获取所述光纤激光器的输出功率以及所述双循环冷却机中冷却水的温度数据，并根据所述光纤激光器的输出功率匹配对应的需要冷却水温度数据，以及将需要冷却水温度数据与所述双循环冷却机中冷却水的温度数据进行求差运算，根据冷却水温度差值获取双循环冷却机的控制信息；所述温度曲线图绘制模块用于根据所述接信息采集模块获取的焊接区域实时温度数据绘制一段时间内焊接区域的温度曲线图，并发送至所述操作台单元进行显示。
在上述的方案中，所述控制器单元还包括焊前图像处理模块，所述焊前图像处理模块包括预处理单元，所述预处理单元包括图像校正模块、高斯滤波模块、膨胀运算模块、腐蚀运算模块、面积滤波模块和焊缝图像获取模块，所述图像校正模块用于通过二维伽马函数对焊前焊接区域图像进行亮度均匀校正，所述高斯滤波模块通过高斯滤波算法对图像校正模块输出的图像进行滤波处理，所述膨胀运算模块用于对所述高斯滤波模块输出的图像进行膨胀运算，所述腐蚀运算模块用于对所述膨胀运算模块输出的图像进行腐蚀运算，所述面积滤波模块用于对所述腐蚀运算模块输出的图像进行进行面积滤波处理，所述焊缝图像获取模块用于对所述面积滤波模块输出的图像进行提取，获取焊缝图像。
在上述的方案中，所述焊前图像处理模块还包括焊缝中心线提取单元，所述焊缝中心线提取单元用于对所述预处理单元输出的焊缝图像进行二值化处理，得到二值化图像，并反复迭代处理二值化图像连通域的边界像素，在得到单像素的连线时停止，获取焊缝中心线。
在上述的方案中，所述控制器单元还包括焊迹规划模块，所述焊迹规划模块包括角点坐标检测单元、焊缝曲线分段单元、分段曲线拟合单元和完整曲线拟合单元，所述角点坐标检测单元用于通过Harris-Laplace角点检测算法获取所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线中的多个角点，并获取各个角点的坐标；所述焊缝曲线分段单元用于在所述角点坐标检测单元获取的各个角点处将焊缝所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线分段成多个曲线线段；所述分段曲线拟合单元用于将所述角点坐标检测单元获取的各个角点坐标作为间断点坐标，对所述焊缝曲线分段单元输出的各个曲线线段进行拟合；所述完整曲线拟合单元用于在各个角点处重新连接所述分段曲线拟合单元输出的各段拟合曲线获取完整拟合曲线。
在上述的方案中，所述控制器单元还包括焊后图像处理模块，所述焊后图像处理模块包括阈值分割单元和焊接评价单元，所述阈值分割单元用于通过基于Canny算子的边缘检测算法对已焊接完成的焊接区域图像进行阈值分割，将焊迹区域图像提取出来；所述焊接评价单元用于将所述阈值分割单元提取的焊迹区域图像输入至训练完成的CNN模型中获取焊迹区域图像对应的类别信息，并根据类型信息生成焊接缺陷提示信息，发送至所述操作台单元进行显示。
在上述的方案中，所述驱动模块包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元、Z轴驱动单元、上料轴驱动单元和激光头焦点调节轴驱动单元，所述X轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着X方向移动，所述Y轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Y方向移动，所述Z轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Z方向移动，所述上料轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的上料平台进行移动，所述激光头焦点调节轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的激光头焦点调节平台进行移动。
综上所述，本发明的有益效果是：通过光纤激光器用于输出激光束对焊接材料进行加热，从而进行焊接，不需要钨针更换，避免了因为钨针更换不及时造成虚焊现象，降低了焊接材料的报废率，同时，通过主控机模块对焊接信息采集模块发送的温度数据和图像信息进行分析处理，获取焊迹规划信息和焊接评价信息，可实现自动焊接，此外，通过焊接评价信息可及时获取焊接缺陷信息，并进行及时纠正。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明中基于视觉识别技术的激光焊接控制系统的组成示意图。
图2为本发明中焊接信息采集模块的组成示意图。
图3为本发明中主控机模块的组成示意图。
图4为本发明中控制器单元的组成示意图。
图5为本发明中焊前图像处理模块的组成示意图。
图6为本发明中驱动模块的组成示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示，本发明的一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，包括：焊接信息采集模块、主控机模块、驱动模块、三维可调工作台、光纤激光器、送料机构和双循环冷却机。
下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
所述焊接信息采集模块用于对焊接区域的温度数据以及焊接区域的图像信息进行采集；所述主控机模块与所述焊接信息采集模块相互连接，所述主控机模块接收所述焊接信息采集模块发送的温度数据和图像信息，对温度数据和图像信息进行显示，并对温度数据和图像信息进行分析处理，以及获取用户的操作指令信息，根据温度数据与图像信息的分析处理结果和用户的操作指令信息获取工作台控制信息、激光器控制信息和冷却机控制信息；所述驱动模块与所述主控机模块相互通信，所述三维可调工作台、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均与所述驱动模块相互通信，所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均安装在所述三维可调工作台上，所述三维可调工作台用于在所述驱动模块的驱动下进行运动，并带动所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机移动到相应的位置处，所述光纤激光器用于输出激光束对焊接材料进行加热，所述送料机构用于输送焊接材料至焊接区域，所述双循环冷却机用于通过冷却水对所述光纤激光器进行冷却。
本实施例中，所述光纤激光器具有以下特点：高电光转换效、输出光纤长度可定制、具有宽调制频率范围、尺寸小、便于安装、具有大于30％的电-光转换效率、具备长寿命、具备较低的电耗等，所述光纤激光器输出高能量的激光束对材料进行微小区域内的局部加热，激光束辐射的能量通过热传导向焊接材料的内部扩散，将焊接材料熔化后形成特定熔池，采用光纤激光器进行焊接具有熔深宽比高、焊缝宽度小、热影响区小、变形小、焊接速度快、焊缝平整、美观、焊缝质量高、无气孔等优点，采用双循环冷却机对所述光纤激光器进行冷却可实现24小时连续工作，双循环冷却机中的冷却水从双循环冷却机组出来后，分两路进入光纤激光器，一路进入光纤激光器光纤激光器输出头进行冷却；一路进入光纤激光器内部，对其进行冷却，循环后回到冷水机。
在本实施例中，设计了专用冷却焊室和吹气嘴结构，冷却焊室中隔热板结构有限的阻挡了反射热和辐射热对压力和人员的伤坏，万向节吹气嘴调节架配合多路吹气嘴使保护气体调节更方便，气保效果还美观，焊接规程中的保护气也可以由以前用氩弧焊用的高纯氩改用普能氮气，大大降低了气体使用成本。
在本实施例中，所述送料机构包括送料轴和送料导轨，所述送料轴将焊锡等焊接材料通过送料导轨传送至焊接区域的相应位置处。
如图2所示，所述焊接信息采集模块包括温度采集单元和图像采集单元，所述温度采集单元用于通过高速红外测温仪获取焊接区域的温度信息；所述图像采集单元包括支撑架、安装在支撑架上的CCD摄像机、支撑架驱动电机、安装在支撑架上的补光灯和安装在支撑架上的亮度传感器，所述CCD摄像机用于采集焊接区域的图像信息，所述支撑架驱动电机用于驱动所述支撑架进行转动，带动所述CCD摄像机进行转动，所述补光灯用于在接收所述主控机模块发送的补光控制信号，为所述CCD摄像机进行补光，所述亮度传感器用于采集焊接区域的环境亮度信息，并发送至所述主控机模块。
在本实施例中，采用张氏标定法对所述CCD摄像机进行标定，获取所述CCD摄像机的内参矩阵。
如图3所示，所述主控机模块包括图像显示单元、操作台单元和控制器单元，所述图像显示单元用于对经过所述控制器单元处理后的焊接区域图像进行显示；所述操作台单元用于接收用户的操作指令信息，并对操作界面和焊接状态信息进行显示；所述控制器单元用于接收所述焊接信息采集模块采集的焊接区域温度信息、焊接区域图像信息和焊接区域亮度信息，并进行分析处理，根据分析处理结果获取摄像机补光控制信息、三维可调工作台控制信息、光纤激光器控制信息、送料机构控制信息和双循环冷却机控制信息，并控制所述图像显示单元对焊接区域图像进行显示，以及控制所述操作台单元对操作界面和焊接状态信息进行显示。
进一步地，所述操作台单元包括操作按键模块和显示屏模块，所述操作按键模块用于通过多个操作按键控制所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态；所述显示屏模块用于对所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态进行显示，并对所述控制器单元获取的分析处理信息进行显示。
在本实施例中，所述操作按键模块包括控制所述三维可调工作台的急停按键、启动按键等，还包括所述光纤激光器的急停按键、启动按键和输出功率调节按键等。
如图4所示，所述控制器单元包括补光控制模块、冷却机控制模块和温度曲线图绘制模块，所述补光控制模块用于接收所述焊接信息采集模块发送的焊接区域的环境亮度，并根据环境亮度数据所在的范围，匹配相应的补光灯亮度，以及根据补光灯亮灯数据发送补光灯控制信息至所述焊接信息采集模块；所述冷却机控制模块用于获取所述光纤激光器的输出功率以及所述双循环冷却机中冷却水的温度数据，并根据所述光纤激光器的输出功率匹配对应的需要冷却水温度数据，以及将需要冷却水温度数据与所述双循环冷却机中冷却水的温度数据进行求差运算，根据冷却水温度差值获取双循环冷却机的控制信息；所述温度曲线图绘制模块用于根据所述接信息采集模块获取的焊接区域实时温度数据绘制一段时间内焊接区域的温度曲线图，并发送至所述操作台单元进行显示。
如图4和图5所示，所述控制器单元还包括焊前图像处理模块，所述焊前图像处理模块包括预处理单元，所述预处理单元包括图像校正模块、高斯滤波模块、膨胀运算模块、腐蚀运算模块、面积滤波模块和焊缝图像获取模块，所述图像校正模块用于通过二维伽马函数对焊前焊接区域图像进行亮度均匀校正，所述高斯滤波模块通过高斯滤波算法对图像校正模块输出的图像进行滤波处理，所述膨胀运算模块用于对所述高斯滤波模块输出的图像进行膨胀运算，所述腐蚀运算模块用于对所述膨胀运算模块输出的图像进行腐蚀运算，所述面积滤波模块用于对所述腐蚀运算模块输出的图像进行进行面积滤波处理，所述焊缝图像获取模块用于对所述面积滤波模块输出的图像进行提取，获取焊缝图像。
进一步地，所述焊前图像处理模块还包括焊缝中心线提取单元，所述焊缝中心线提取单元用于对所述预处理单元输出的焊缝图像进行二值化处理，得到二值化图像，并反复迭代处理二值化图像连通域的边界像素，在得到单像素的连线时停止，获取焊缝中心线。
进一步地，所述控制器单元还包括焊迹规划模块，所述焊迹规划模块包括角点坐标检测单元、焊缝曲线分段单元、分段曲线拟合单元和完整曲线拟合单元，所述角点坐标检测单元用于通过Harris-Laplace角点检测算法获取所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线中的多个角点，并获取各个角点的坐标；所述焊缝曲线分段单元用于在所述角点坐标检测单元获取的各个角点处将焊缝所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线分段成多个曲线线段；所述分段曲线拟合单元用于将所述角点坐标检测单元获取的各个角点坐标作为间断点坐标，对所述焊缝曲线分段单元输出的各个曲线线段进行拟合；所述完整曲线拟合单元用于在各个角点处重新连接所述分段曲线拟合单元输出的各段拟合曲线获取完整拟合曲线。
进一步地，所述控制器单元还包括焊后图像处理模块，所述焊后图像处理模块包括阈值分割单元和焊接评价单元，所述阈值分割单元用于通过基于Canny算子的边缘检测算法对已焊接完成的焊接区域图像进行阈值分割，将焊迹区域图像提取出来；所述焊接评价单元用于将所述阈值分割单元提取的焊迹区域图像输入至训练完成的CNN模型中获取焊迹区域图像对应的类别信息，并根据类型信息生成焊接缺陷提示信息，发送至所述操作台单元进行显示。
在本实施例中，焊缝区域图像对应的类别信息包括无缺陷、穿孔、断焊和歪曲，缺陷提示信息包括穿孔提示信息、断焊提示信息和歪曲提示信息。
如图6所示，所述驱动模块包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元、Z轴驱动单元、上料轴驱动单元和激光头焦点调节轴驱动单元，所述X轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着X方向移动，所述Y轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Y方向移动，所述Z轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Z方向移动，所述上料轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的上料平台进行移动，所述激光头焦点调节轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的激光头焦点调节平台进行移动。
在本实施例中，所述三维可调工作台三维承载平台和安装在三维承载平台上的上料平台和激光头焦点调节平台，所述驱动模块驱动三维三维承载平台沿着X方向、Y方向和Z方向移动，并控制上料平台进行运动，以及控制激光头焦点调节平台进行运动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，包括：焊接信息采集模块、主控机模块、驱动模块、三维可调工作台、光纤激光器、送料机构和双循环冷却机；
所述焊接信息采集模块用于对焊接区域的温度数据以及焊接区域的图像信息进行采集；
所述主控机模块与所述焊接信息采集模块相互连接，所述主控机模块接收所述焊接信息采集模块发送的温度数据和图像信息，对温度数据和图像信息进行显示，并对温度数据和图像信息进行分析处理，以及获取用户的操作指令信息，根据温度数据与图像信息的分析处理结果和用户的操作指令信息获取工作台控制信息、激光器控制信息和冷却机控制信息；
所述驱动模块与所述主控机模块相互通信，所述三维可调工作台、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均与所述驱动模块相互通信，所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机均安装在所述三维可调工作台上，所述三维可调工作台用于在所述驱动模块的驱动下进行运动，并带动所述焊接信息采集模块、所述光纤激光器、所述送料机构和所述双循环冷却机移动到相应的位置处，所述光纤激光器用于输出激光束对焊接材料进行加热，所述送料机构用于输送焊接材料至焊接区域，所述双循环冷却机用于通过冷却水对所述光纤激光器进行冷却。
2.根据权利要求1所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述焊接信息采集模块包括温度采集单元和图像采集单元，
所述温度采集单元用于通过高速红外测温仪获取焊接区域的温度信息；
所述图像采集单元包括支撑架、安装在支撑架上的CCD摄像机、支撑架驱动电机、安装在支撑架上的补光灯和安装在支撑架上的亮度传感器，所述CCD摄像机用于采集焊接区域的图像信息，所述支撑架驱动电机用于驱动所述支撑架进行转动，带动所述CCD摄像机进行转动，
所述补光灯用于在接收所述主控机模块发送的补光控制信号，为所述CCD摄像机进行补光，所述亮度传感器用于采集焊接区域的环境亮度信息，并发送至所述主控机模块。
3.根据权利要求1所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述主控机模块包括图像显示单元、操作台单元和控制器单元，所述图像显示单元用于对经过所述控制器单元处理后的焊接区域图像进行显示；所述操作台单元用于接收用户的操作指令信息，并对操作界面和焊接状态信息进行显示；所述控制器单元用于接收所述焊接信息采集模块采集的焊接区域温度信息、焊接区域图像信息和焊接区域亮度信息，并进行分析处理，根据分析处理结果获取摄像机补光控制信息、三维可调工作台控制信息、光纤激光器控制信息、送料机构控制信息和双循环冷却机控制信息，并控制所述图像显示单元对焊接区域图像进行显示，以及控制所述操作台单元对操作界面和焊接状态信息进行显示。
4.根据权利要求3所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述操作台单元包括操作按键模块和显示屏模块，所述操作按键模块用于通过多个操作按键控制所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态；所述显示屏模块用于对所述三维可调工作台和所述光纤激光器的工作状态进行显示，并对所述控制器单元获取的分析处理信息进行显示。
5.根据权利要求3所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述控制器单元包括补光控制模块、冷却机控制模块和温度曲线图绘制模块，所述补光控制模块用于接收所述焊接信息采集模块发送的焊接区域的环境亮度，并根据环境亮度数据所在的范围，匹配相应的补光灯亮度，以及根据补光灯亮灯数据发送补光灯控制信息至所述焊接信息采集模块；所述冷却机控制模块用于获取所述光纤激光器的输出功率以及所述双循环冷却机中冷却水的温度数据，并根据所述光纤激光器的输出功率匹配对应的需要冷却水温度数据，以及将需要冷却水温度数据与所述双循环冷却机中冷却水的温度数据进行求差运算，根据冷却水温度差值获取双循环冷却机的控制信息；所述温度曲线图绘制模块用于根据所述接信息采集模块获取的焊接区域实时温度数据绘制一段时间内焊接区域的温度曲线图，并发送至所述操作台单元进行显示。
6.根据权利要求5所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述控制器单元还包括焊前图像处理模块，所述焊前图像处理模块包括预处理单元，所述预处理单元包括图像校正模块、高斯滤波模块、膨胀运算模块、腐蚀运算模块、面积滤波模块和焊缝图像获取模块，所述图像校正模块用于通过二维伽马函数对焊前焊接区域图像进行亮度均匀校正，所述高斯滤波模块通过高斯滤波算法对图像校正模块输出的图像进行滤波处理，所述膨胀运算模块用于对所述高斯滤波模块输出的图像进行膨胀运算，所述腐蚀运算模块用于对所述膨胀运算模块输出的图像进行腐蚀运算，所述面积滤波模块用于对所述腐蚀运算模块输出的图像进行进行面积滤波处理，所述焊缝图像获取模块用于对所述面积滤波模块输出的图像进行提取，获取焊缝图像。
7.根据权利要求6所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述焊前图像处理模块还包括焊缝中心线提取单元，所述焊缝中心线提取单元用于对所述预处理单元输出的焊缝图像进行二值化处理，得到二值化图像，并反复迭代处理二值化图像连通域的边界像素，在得到单像素的连线时停止，获取焊缝中心线。
8.根据权利要求5所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述控制器单元还包括焊迹规划模块，所述焊迹规划模块包括角点坐标检测单元、焊缝曲线分段单元、分段曲线拟合单元和完整曲线拟合单元，所述角点坐标检测单元用于通过Harris-Laplace角点检测算法获取所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线中的多个角点，并获取各个角点的坐标；所述焊缝曲线分段单元用于在所述角点坐标检测单元获取的各个角点处将焊缝所述焊前图像处理模块输出的焊缝中心线分段成多个曲线线段；所述分段曲线拟合单元用于将所述角点坐标检测单元获取的各个角点坐标作为间断点坐标，对所述焊缝曲线分段单元输出的各个曲线线段进行拟合；所述完整曲线拟合单元用于在各个角点处重新连接所述分段曲线拟合单元输出的各段拟合曲线获取完整拟合曲线。
9.根据权利要求8所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述控制器单元还包括焊后图像处理模块，所述焊后图像处理模块包括阈值分割单元和焊接评价单元，所述阈值分割单元用于通过基于Canny算子的边缘检测算法对已焊接完成的焊接区域图像进行阈值分割，将焊迹区域图像提取出来；所述焊接评价单元用于将所述阈值分割单元提取的焊迹区域图像输入至训练完成的CNN模型中获取焊迹区域图像对应的类别信息，并根据类型信息生成焊接缺陷提示信息，发送至所述操作台单元进行显示。
10.根据权利要求1所述的基于视觉识别技术的激光焊接控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括X轴驱动单元、Y轴驱动单元、Z轴驱动单元、上料轴驱动单元和激光头焦点调节轴驱动单元，所述X轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着X方向移动，所述Y轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Y方向移动，所述Z轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的三维承载平台沿着Z方向移动，所述上料轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的上料平台进行移动，所述激光头焦点调节轴驱动单元驱动所述三维可调工作台的激光头焦点调节平台进行移动。
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| CN202210957782.2A CN115351441A (zh) | 2022-08-10 | 2022-08-10 | 一种基于视觉识别技术的激光焊接控制系统 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2022-08-10 CN CN202210957782.2A patent/CN115351441A/zh active Pending
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