生產(chǎn)制造的不斷發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)品焊接技術(shù)的要求也是越來(lái)越高，為了提升焊接產(chǎn)品的質(zhì)量，以及降低勞動(dòng)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和工作環(huán)境。焊接自動(dòng)化是一個(gè)重要方向，但是因?yàn)椴簧俸附幼鳂I(yè)都有特殊性，焊接工件容易變形，或者拼接不一致，這都給自動(dòng)焊接增加了難題。焊縫跟蹤系統(tǒng)就是專門研發(fā)出來(lái)處理此類問(wèn)題的，我們一起來(lái)看下激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。
激光視覺跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
激光器作為結(jié)構(gòu)光源,以預(yù)定的角度將激光條紋投影到傳感器下部的工作表面，CCD直接觀察在傳感器下部的條紋。傳感器以預(yù)先設(shè)定的距離安裝在焊槍前部,因此它可以觀察焊縫。系統(tǒng)在進(jìn)行跟蹤時(shí)，焊接速度和前視距離被用來(lái)計(jì)算延遲時(shí)間,保證焊槍沿著焊縫行進(jìn)。
激光視覺傳感器
小巧緊湊的激光視覺傳感器一般安裝在焊矩邊上，傳感器里的激光二極管發(fā)射一束可見激光，經(jīng)光闌變成一束扇形光帶照射到工件上，傳感器里有一與激光二極管成一角度設(shè)置的CCD攝像機(jī)，來(lái)自工件表面的反射光就將接頭的幾何輪廓成像在CCD上，利用光學(xué)三角法，不但可檢測(cè)到水平特征，而且傳感器與工件間的高度也可確定。
傳感器的作用就是將被測(cè)的物理量轉(zhuǎn)換成與之有對(duì)應(yīng)關(guān)系的有用電信號(hào)，以滿足信息處理和控制的要求?？刂葡到y(tǒng)對(duì)來(lái)自傳感器的信號(hào)進(jìn)行分析處理，得到控制信號(hào)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由電機(jī)和十字滑塊組成，伺服電機(jī)由控制信號(hào)控制。
圖像前處理
焊接機(jī)器人視覺系統(tǒng)中圖像處理基本可分為兩方面,一是將所獲得的原始圖像進(jìn)行增強(qiáng)、濾波二值化等處理,目的是使得原始圖像去除噪音變得更加清晰,邊緣特征更加明顯,即前處理;二是將前處理后的圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè).特征提取等操作,為了準(zhǔn)確無(wú)誤地獲得焊縫的中心信息,以便機(jī)器人進(jìn)行相應(yīng)的坐標(biāo)調(diào)整,滿足焊接質(zhì)量的要求。對(duì)視覺焊縫跟蹤實(shí)時(shí)圖像處理的方法進(jìn)行了研究,首先采用圖像增強(qiáng)來(lái)增加圖像對(duì)比度，采用中值濾波去除圖像噪聲，并用二值化法將目標(biāo)圖像從背景圖像中提取出來(lái)。在后處理的研究中激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)一微光帶中心線的抽取和特征點(diǎn)的檢測(cè)提出了切實(shí)可行的方法.采用中軸變換法提取的中心線單一連續(xù);用斜率分析法來(lái)檢測(cè)特征點(diǎn)方便可靠。該處理方法能準(zhǔn)確檢測(cè)焊縫特征點(diǎn)，處理速度快,能夠滿足跟蹤系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
上面內(nèi)容就是對(duì)于激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分析，激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)在焊接作業(yè)開始之前，調(diào)整焊槍位置，使其對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，然后開啟電源，系統(tǒng)開始工作，程序開始運(yùn)行，傳感器中的CCD便實(shí)時(shí)監(jiān)視圖像,由軟件啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器,根據(jù)焊接速度的要求,調(diào)節(jié)定時(shí)器的時(shí)間間隔,每隔一定的時(shí)間抓拍幅圖像，通過(guò)程序?qū)D像進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,得到圖像的焊縫中心,以當(dāng)前焊縫中心相對(duì)于初始焊縫中心的偏差量為檢測(cè)量,輸出調(diào)整量給機(jī)器人控制器,控制機(jī)械手指引焊槍運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤。
