本发明专利技术公开一种实时控制激光功率的方法，具体步骤如下，1）用激光焊接机中的CCD图像传感器采集焊盘上焊丝的原始图像；2）对焊丝的原始图像使用Canny算法处理，得到焊丝的二值化轮廓图像；3）在二值化轮廓图像中，搜索到焊丝的顶点（x1,y1）；4）由计算公式 ，计算出焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，其中（x0,y0）为激光光板中心在图像中的像素坐标5）根据实时计算出的焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，得到相对的瞬时功率，由控制器实时调节激光功率至瞬时功率。用于现有技术中送丝速度与激光功率不匹配的问题，本发明专利技术能够避免出现能量不足或能量过大而导致的虚焊或产品烧伤的问题，使得激光焊接能够连续稳定的加速。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光焊接
，具体涉及。
技术介绍
激光功率控制是激光软钎焊接过程中非常重要的一个环节。目前的激光锡焊一般 采用如下流程：⑴将需要焊接的工件移动到焊接位置；⑵激光器以适当的能量预热焊点； 送锡机构把焊丝送往焊点处，在激光辐射的作用下焊丝熔化并浸润焊盘；(4)送锡机构 退丝使未熔化的焊丝脱离焊盘，而激光器仍然出光使已熔化的锡完全浸润焊盘；（5)激光 器停止出光，焊接完成。 然而实际的激光焊接过程中，由于退丝时焊丝与焊盘的粘着力不同，退丝后焊丝 距离送丝嘴的长度并不一致，进而导致下一次送丝的起点有一些差别。目前的激光焊接工 艺普遍采用固定的出光功率曲线和固定的出光时间点，但激光参数很难和送丝速度协调， 往往会产生烧焊盘和虚焊的现象而影响产品的良品率。
技术实现思路
本专利技术提出，解决了现有技术中送丝速度与激 光功率不匹配的问题，提高焊接产品的焊接质量。 本专利技术的技术方案是这样实现的： 一种实时控制激光功率的方法，具体步骤如下， 1) 用激光焊接机中的CCD图像传感器采集焊盘上焊丝的原始图像； 2) 对焊丝的原始图像使用Canny算法处理，得到焊丝的二值化轮廓图像； 3) 在二值化轮廓图像中设定起点（xb, yb)和搜索方向，从起点（xb, yb)沿着搜索方向移 动一个像素，判断该像素的灰度值是否为1，若为1则搜索到焊丝的顶点（Xl， yi);反之，则认 为还未搜索到焊丝的边界，然后沿着搜索方向再延长一个像素，直到延长出的像素灰度值 为1，则搜索到焊丝的顶点（ Xl，yi); 4) 设定激光光板中心在图像中的像素坐标为（x^y。)，若x^x,，此时激光器不出光，激 光器的功率为〇,若X(l〈Xl，计算公5【主权项】L 一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：具体步骤如下， 1) 用激光焊接机中的CCD图像传感器采集焊盘上焊丝的原始图像； 2) 对焊丝的原始图像使用Canny算法处理，得到焊丝的二值化轮廓图像； 3) 在二值化轮廓图像中设定起点（xb, yb)和搜索方向，从起点（xb, yb)沿着搜索方向移 动一个像素，判断该像素的灰度值是否为1，若为1则搜索到焊丝的顶点（Xl，Y 1);反之，则认 为还未搜索到焊丝的边界，然后沿着搜索方向再延长一个像素，直到延长出的像素灰度值 为1，则搜索到焊丝的顶点（Xpy 1); 4) 设定激光光板中心在图像中的像素坐标为（Xci, y(l)，若XPx1，此时激光器不出光，激光光斑中心的距离，其中L为焊丝顶点距离激光光斑中心的距离； 5) 根据实时计算出的焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，得到相对的瞬时功率，由控 制器实时调节激光功率至瞬时功率。2. 如权利要求1所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：瞬时功率的算法 如下： 通过多次实验测得在Is时间内溶化Imm焊丝所需功率为Pci; CCD图像传感器的采样间隔时间为A T，焊丝顶点距离激光光斑中心的距离为L时，瞬 时功率调整为：3. 如权利要求2所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：对焊丝原始图像 进行Canny算法的具体步骤如下， 首先，对焊丝的原始图像使用高斯滤波平滑算法进行去噪处理，得到焊丝的平滑图 像； 其次，利用一阶差分卷积模板对平滑图像上的点进行X和Y两个方向上的卷积运算，计 算出平滑图像上每个点的亮度梯度图，得到亮度梯度幅值的大小和方向，从而得到边缘位 置处的特征被加强的边缘图像； 再次，对边缘图像的亮度梯度幅值进行非极大值抑制处理，获得抑制图像； 最后，对抑制图像进行双阈值算法处理完成焊丝的轮廓提取，得到焊丝的二值化的轮 廓图像。4. 如权利要求3所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：其中对焊丝的原 始图像使用高斯滤波平滑算法进行去噪处理的方法如下， 一维高斯函数为：使用式1的公式对原始图像进行平滑处理，得到平滑图像。5. 如权利要求4所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：利用一阶差分卷 积模板对平滑图像上的点进行X和Y两个方向上的卷积运算，其中氏体现的是X方向上的 变化，4体现的是Y方向上的变化，如式2所示：利用式3中的函数公式计算出平滑图像Cl1上每个点亮度梯度图，获得亮度梯度幅值的 大小以及方向，最后得到边缘位置处特征被加强的边缘图像d2，6. 如权利要求5所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于： 对边缘图像的亮度梯度幅值进行非极大值抑制的算法步骤为： 1) 将每一点邻域中心点的像素与沿着亮度梯度方向的两个像素比较，如果像素的梯度 值不比沿梯度线的两个相邻象素梯度值大，则令M=O ; 2) 假设边缘图像中得到的梯度图为G(x，y)，对G(x，y)进行初始化：N(x，y)=G(x，y); 3) 在梯度方向和反梯度方向上各找n个像素点，若G (x，y)不是这些点中的最大点，则 将N(x，y)置为0,否则保持N(x，y)不变，通过这样的运算方法保留梯度幅值中的最大值， 得到抑制图像。7. 如权利要求6所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：对抑制图像实用 双阈值算法处理的具体步骤如下， 步骤1，对抑制图像作用低阈值^和高阈值r 2，其中低阈值^和高阈值!两者关系 A=O. 4r2，把梯度值小于ri的像素的灰度值设为0,得到图像1，然后把梯度值小于r 2的像素 的灰度值设为〇,得到图像2; 步骤2,以图像2为基础，以图像1为补充连接图像的边缘，连接边缘的步骤为， 第一步，对图像2进行扫描，当遇到一个非0灰度的像素p (x，y)时，跟踪以p (x，y)为 开始点的轮廓线，直到轮廓线的终点q(x，y); 第二步，考察图像1中与图像2中q(x，y)点位置对应的点s(x，y)的8邻近区域，如果 在s(x，y)点的8邻近区域中有非0像素s(x，y)存在，则将其包括到图像2中，作为r(x， y)点； 第三步，从r (x，y)开始，重复第一步和第二步，直到在图像1和图像2中都无法继续为 止； 第四步，当完成对包含P(x，y)的轮廓线的连接之后，将这条轮廓线标记为已经访问， 回到第一步，寻找下一条轮廓线，重复第一步、第二步、第三步，直到图像2中找不到新轮廓 线为止； 步骤3,经步骤2的轮廓提取，得到焊丝二值化的轮廓图像。8. 如权利要求1所述的一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：起点（X d, Ytl)选择 位置靠近送丝器出丝口处。【专利摘要】本专利技术公开一种实时控制激光功率的方法，具体步骤如下，1）用激光焊接机中的CCD图像传感器采集焊盘上焊丝的原始图像；2）对焊丝的原始图像使用Canny算法处理，得到焊丝的二值化轮廓图像；3）在二值化轮廓图像中，搜索到焊丝的顶点（x1,y1）；4）由计算公式 ，计算出焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，其中（x0,y0）为激光光板中心在图像中的像素坐标5）根据实时计算出的焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，得到相对的瞬时功率，由控制器实时调节激光功率至瞬时功率。用于现有技术中送丝速度与激光功率不匹配的问题，本专利技术能够避免出现能量不足或能量过大而导致的虚焊或产品烧伤的问题，使得激光焊接能够连续稳定的加速。【IPC分类】G06T5-00【公开号】CN104820976本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种实时控制激光功率的方法，其特征在于：具体步骤如下，1）用激光焊接机中的CCD图像传感器采集焊盘上焊丝的原始图像；2）对焊丝的原始图像使用Canny算法处理，得到焊丝的二值化轮廓图像；3）在二值化轮廓图像中设定起点（xb,yb）和搜索方向，从起点（xb,yb）沿着搜索方向移动一个像素，判断该像素的灰度值是否为1，若为1则搜索到焊丝的顶点（x1,y1）；反之，则认为还未搜索到焊丝的边界，然后沿着搜索方向再延长一个像素，直到延长出的像素灰度值为1，则搜索到焊丝的顶点（x1,y1）；4）设定激光光板中心在图像中的像素坐标为（x0,y0），若x0>x1，此时激光器不出光，激光器的功率为0，若x0<x1，计算公式，计算出焊丝顶点距离激光光斑中心的距离，其中L为焊丝顶点距离激光光斑中心的距离；5）根据实时计算出的焊丝顶点距离激光光斑中心的距离L，得到相对的瞬时功率，由控制器实时调节激光功率至瞬时功率。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐琦，王龙祥，叶凯，
申请(专利权)人：武汉比天科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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