[发明专利]基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法及装置，具体涉及焊接自动化技术领域，该装置包括焊接机器人、焊接模块、结构光传感模块、图像处理模块、主控制器；所述焊接机器人包括：焊接机器人本体、机器人控制箱，所述机器人控制箱控制机器人本体进行移动；所述结构光传感模块包括：CCD相机、结构光传感器、封装盒；所述图像处理模块用于对对焊缝图像进行预处理，获取原始焊缝特征图像信息。本发明所述的一种基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法及装置，与传统机器人焊缝实时纠偏方法相比，简化了计算机的相关算法，能够提高计算效率，进而提高焊缝纠偏的精确度，使得精确度能够满足实际焊缝纠偏过程中的精度要求。

技术领域

本发明涉及焊接自动化技术领域，特别涉及基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法及装置。

背景技术

近年随着智能制造时代的到来，焊接技术作为制造领域中的重要部分渐渐受到重视。传统的人工焊接方式，受到人为因素、工人疲劳程度等主观因素的影响，难以保证焊接质量、效率及其稳定性。传统的人工焊接主要是通过工人眼镜观察焊缝位置与焊接状态，通过工人焊接经验判断焊接过程是否正常和是否需要调整。这大大影响了焊接质量和效率，因此对焊接机器人有了更高的要求和期待。将计算机技术、机器人技术和信息传感技术与焊接技术相互结合，使用机器代替人工，降低人工成本的同时也使得焊接技术发展的越来越智能化和自动化。这不仅是焊接技术发展的必然趋势，同时也是整个制造业未来的发展方向。智能焊接机器人技术将机器人运动控制技术与视觉传感器技术相结合，虽然大大促进了焊接技术的发展，同时也带来很多需要解决的问题。

焊接是一个非线性的，时变的过程。当焊接条件改变时，焊接机器人并不能根据这些条件的改变做出相应的调整。例如由于强烈的弧光辐射、高温、烟尘、飞溅、坡口状况、加工误差、夹具装夹精度、表面状态以及工件的热变形等都会影响焊枪偏离焊缝中心，影响焊接精度。

目前常见的机器人焊缝跟踪系统，应用场景较为单一，主要针对单一类型的工件及焊缝结构，对于不同的焊缝结构形式，往往需要不同的视觉传感器。而且，焊缝跟踪系统受限于传感器的工作频率，无法实现较快速度的跟踪焊接。

发明内容

本发明的主要目的在于提供基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法及装置，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于图像处理的机器人焊缝实时跟踪检测方法，所述方法包括如下几个步骤：

S1、在未进行焊接的情况下，将结构光传感器将结构光条纹投射到焊缝表面，形成具有焊缝特征的结构光条纹，采用CCD相机获取该状态下的焊缝图像，并通过图像处理模块对焊缝图像进行预处理，获取原始焊缝特征图像信息，获取原始焊缝特征关键点的原始坐标点a(x_a，y_a)；

S2、在进行焊接的过程中，持续获取焊接头的位置，根据原始坐标点a(x_a，y_a)的位置，在焊接头移动的过程中，建立与原始坐标点a(x_a，y_a)一一对应的焊接头坐标点b(x_b，y_b)，并根据前个焊接头坐标点点b(x_b，y_b)预测出相对应的下一焊接头坐标点b+1(x_b+1，y_b+1)；

S3、根据预测的所述下一焊接头坐标点b+1(x_b+1，y_b+1)以及对应的下一原始坐标点a+1(x_a+1，y_a+1)的位置，计算水平位移偏量；

S4、根据水平位移偏量，通过主控制器控制焊接机器人进行纠偏位移调整。

优选的，S1中对于图像进行预处理的具体为：