隨著生產(chǎn)自動化和智能化的發(fā)展，自動焊在焊接領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)行精確的自動焊接，必須配套焊縫自動跟蹤技術(shù)。如使用機(jī)械傳感技術(shù)、電磁感應(yīng)式傳感技術(shù)、電弧傳感技術(shù)、激光視覺傳感技術(shù)。其中，激光視覺傳感技術(shù)由于高靈敏度、高測量精度、強(qiáng)抗電磁干擾、與工件非接觸等優(yōu)點而深受市場好評。接下來就對激光視覺傳感技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)——實時圖像處理技術(shù)進(jìn)行分解說明。
在使用激光視覺傳感技術(shù)進(jìn)行焊縫跟蹤控制的過程中，激光二極管發(fā)出的點光源經(jīng)過柱狀鏡變成一束線光源，投射到工件表面，這樣就可以同時得到工件表面和高度方向的二維信息。CCD接收到反射光后，將信號送入到圖像采集卡，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成8bit數(shù)字信號，以中斷傳送方式經(jīng)過PCI總線送入計算機(jī)內(nèi)存。圖像的灰度級為256級，0代表黑色，255代表白色。接著調(diào)用圖像處理程序進(jìn)行圖像預(yù)處理和圖像后處理，得到偏差信號后，經(jīng)控制算法得到控制信號，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制交流伺服電機(jī)做上、下、左、右4個方向的運動，以達(dá)到實時偏差調(diào)整的目的。
為什么需要先圖像預(yù)處理。現(xiàn)場采集得到的原始圖像上存在著大量由飛濺、煙塵及焊接電噪聲產(chǎn)生的噪聲信號。這些噪聲會使特征信號被嚴(yán)重干擾淹沒，不利于特征量的提取，因此必須進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理包括濾波和增強(qiáng)等步驟，一般針對采集到的原始圖像特點，分析后采用log濾波、中值濾波、二值化處理等算法，就能夠得到效果很好的預(yù)處理圖像，基本上過濾了飛濺、弧光、電噪聲等干擾信號。
圖像經(jīng)過預(yù)處理后，并不能馬上用于特征點的檢測。因為它有一定的寬度，中間或許還有斷點，因此首先需要抽取激光帶的中心線。常用的方法是Hough變換，具體如何操作，這里就不再贅述了。感興趣的可以網(wǎng)絡(luò)查找教程。
抽取完激光帶的中心線后，接下來的任務(wù)就是找到中心線上的特征點。主要是根據(jù)傳感器與焊縫相對位置的坐標(biāo)變化，就可以確定焊槍與焊縫位置的變化。發(fā)送控制量給執(zhí)行電機(jī)，調(diào)整焊槍自動對準(zhǔn)焊縫。
以上就是激光視覺焊縫跟蹤實時圖像處理技術(shù)的整個過程。
