CN205380374U - 一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，设置在焊接工作台上，该装置包括结构外壳以及设置在结构外壳上的视觉检测组件和焊接引导组件，所述的视觉检测组件包括电连接器、图像采集处理模块、激光光源和用以提供稳定电压的电源管理模块，所述的电连接器分别与图像采集处理模块、电源管理模块、220V电源和焊接引导组件连接，所述的电源管理模块与激光光源连接，所述的激光光源与工件上的焊缝相对设置。与现有技术相比，本实用新型具有简单便携、使用范围广、接线简单等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接检测与控制领域，尤其是涉及一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置。
背景技术
焊接技术作为传统加工技术，在机械制造业中占有重要地位。随着先进制造技术的发展，实现焊接产品制造的智能化、自动化与柔性化已经成为必然趋势，采用机器人或专机焊接技术进行焊接作业已成为焊接自动化的重要标志。这类焊接装置的焊接路径根据作业条件预设，焊接时不具有实时调整控制的功能。实际生产中复杂多变的作业条件下，通常需要使用传感器将位置偏差传递给焊接装置，进行实时调整焊枪位置。
计算机视觉是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，就是是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。作为一个科学学科，计算机视觉研究相关的理论和技术，试图建立能够从图像或者多维数据中获取‘信息’的人工智能系统。这里所指的信息指Shannon定义的，可以用来帮助做一个“决定”的信息。因为感知可以看作是从感官信号中提取信息，所以计算机视觉也可以看作是研究如何使人工系统从图像或多维数据中“感知”的科学。
目前，已经有一些非视觉焊缝跟踪手段，如机械、电磁、电弧等方法，这些方法都无法独立于焊接过程；也有一些视觉焊缝跟踪手段，但都需要配工控机进行数据运算，结构笨重、复杂、不灵活。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种简单便携、使用范围广、接线简单的基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，设置在焊接工作台上，该装置包括结构外壳以及设置在结构外壳上的视觉检测组件和焊接引导组件，所述的视觉检测组件包括电连接器、图像采集处理模块、激光光源和用以提供稳定电压的电源管理模块，所述的电连接器分别与图像采集处理模块、电源管理模块、220V电源和焊接引导组件连接，所述的电源管理模块与激光光源连接，所述的激光光源与工件上的焊缝相对设置，所述的电源管理模块将输入的220V交流电转换成直流电，并进行供电。
所述的视觉检测组件还包括与电源管理模块连接的指示灯。
所述的结构外壳上设有用以调节视觉检测组件与工件相对位置的位置调节滑块，所述的结构外壳通过位置调节滑块与焊接工作台连接。
所述的图像采集处理模块为智能相机，本装置采集的图像能够直接被智能相机处理，并输出预设特征的信号，无须经过图像采集卡传输到计算机进行计算。
所述的智能相机前端设有镜头和滤光片。
所述的结构外壳上还设有用以防止焊接飞溅物损坏的飞溅物挡板，所述的飞溅物挡板设有弧面，所述弧面与工件相对设置。
所述的焊接引导组件包括设置在焊接工作台上的龙门式机器人以及设置在龙门式机器人上的焊枪、十字滑架和电机，所述的图像采集模块通过电连接器与电机连接，所述的焊枪分别与十字滑架和电机连接。
所述的电连接器包括电源输入接口和信号输出接口，所述的电源管理模块通过电源输入接口与220V电源连接，所述的图像采集处理模块通过信号输出接口与焊接引导组件连接。
所述的电连接器设有一根线缆。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
一、简单便携：本实用新型将图像采集单元和处理单元集成到一起，无须外接计算机或工控机等处理器，传感装置精巧便携，占用空间小，采集的图像能够直接被智能相机模块处理，并输出预设特征的信号，无须经过图像采集卡传输到计算机进行计算。
二、使用范围广：本装置视觉检测组件内置电源管理模块，为所有电子元器件供电稳压，该模块的存在可将外部线缆的长度提高到100m，拓展了传感装置的使用半径。
三、接线简单：外部接口采用电连接器，只有一根线缆，稳固、美观。
附图说明
图1为视觉检测组件的结构示意图。
图2为本实用新型的结构示意图。
图3为软件中重建的焊件表面轮廓和自动识别的特征图
其中：1、图像采集处理模块，2、镜头和滤光片，3、激光光源，4、电源管理模块，5、指示灯，6、电连接器，7、位置调节滑块，8、飞溅物挡板，9、结构外壳，10、焊接工作台，11、龙门式机器人，12、焊枪，13、十字滑架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例：
如图1和2所示，本实施例提供一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，该装置用于自动焊接系统，包括机器人自动焊接或专机自动焊接系统。视觉检测组件固定在龙门式机器11上，仅随龙门做水平前后移动，不做水平方向的左右移动和垂直移动。左右两把焊枪12分别固定在十字滑架13上，可以进行水平方向的左右移动和垂直移动。焊缝类型为管-鳍片对接焊缝，每根管有左右两条焊缝，视觉检测组件可以一次性将左右两条焊缝的位置传输给龙门式机器人11，固定焊枪12的十字滑架13按照图像采集处理模块传来位置进行水平左右方向或垂直方向的移动，图3为软件中重建的焊件表面轮廓和自动识别的特征，坐标系中Y轴为水平方向，Z轴为竖直方向，特征点0、1、2分别为管中、左焊点、右焊点，左焊点和右焊点位置分别引导左右两把焊枪进行焊接。
视觉检测组件的工作过程为：安装固定视觉检测组件和焊枪，标定视觉检测组件和焊枪的相对关系，选择类型库中的焊缝类型，激光光源3发出的光经镜头和滤光片2形成平面光幕，并在被测物上形成一条轮廓线，智能相机收集被测物体反射回来的光，形成的图像经过处理分析，得到被测物的轮廓线。在此基础上沿焊缝方向扫描，即可得到表面的3D信息。根据得到的表面轮廓信息，结合特征识别算法，准确找到特征并计算特征位置。将视觉检测组件检测到的焊缝位置信息通过转换传递给焊接引导组件，进行跟踪焊接。由于采用了智能相机，采集、缓存、处理都在智能相机内部完成，无须外接计算机或工控机等处理器，传感装置精巧便携，占用空间小。
Claims (9)
1.一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，设置在焊接工作台(10)上，其特征在于，该装置包括结构外壳(9)以及设置在结构外壳(9)上的视觉检测组件和焊接引导组件，所述的视觉检测组件包括电连接器(6)、图像采集处理模块(1)、激光光源(3)和用以提供稳定电压的电源管理模块(4)，所述的电连接器(6)分别与图像采集处理模块(1)、电源管理模块(4)、220V电源和焊接引导组件连接，所述的电源管理模块(4)与激光光源(3)连接，所述的激光光源(3)与工件上的焊缝相对设置。
2.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的视觉检测组件还包括与电源管理模块(4)连接的指示灯(5)。
3.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的结构外壳(9)上设有用以调节视觉检测组件与工件相对位置的位置调节滑块(7)，所述的结构外壳(9)通过位置调节滑块(7)与焊接工作台连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的图像采集处理模块(1)为智能相机。
5.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的智能相机前端设有镜头和滤光片(2)。
6.根据权利要求4所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的结构外壳(9)上还设有用以防止焊接飞溅物损坏的飞溅物挡板(8)，所述的飞溅物挡板(8)设有弧面，所述弧面与工件相对设置。
7.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的焊接引导组件包括设置在焊接工作台(10)上的龙门式机器人(11)以及设置在龙门式机器人(11)上的焊枪(12)、十字滑架(13)和电机，所述的图像采集模块(1)通过电连接器(6)与电机连接，所述的焊枪(12)分别与十字滑架(13)和电机连接。
8.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的电连接器(6)包括电源输入接口和信号输出接口，所述的电源管理模块(4)通过电源输入接口与220V电源连接，所述的图像采集处理模块(1)通过信号输出接口与焊接引导组件连接。
9.根据权利要求1所述的一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置，其特征在于，所述的电连接器(6)设有一根线缆。
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|---|---|---|---|
| CN201620070636.8U CN205380374U (zh) | 2016-01-25 | 2016-01-25 | 一种基于计算机视觉的焊缝检测与引导装置 |
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| CN205380374U true CN205380374U (zh) | 2016-07-13 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106270947A (zh) * | 2016-09-27 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 适用于高热焊接环境的焊缝识别与跟踪传感器装置及方法 |
| CN106378514A (zh) * | 2016-11-22 | 2017-02-08 | 上海大学 | 基于机器视觉的不锈钢非均匀细微多焊缝视觉检测系统和方法 |
| CN113369641A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-09-10 | 宁波博视达焊接机器人有限公司 | 一种焊缝跟踪视觉传感器 |
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2016
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| CN106378514B (zh) * | 2016-11-22 | 2019-06-25 | 上海大学 | 基于机器视觉的不锈钢非均匀细微多焊缝视觉检测系统和方法 |
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