一种激光焊接系统和焊点位置提取方法技术方案

本发明专利技术公开了一种激光焊接系统和焊点位置提取方法，其中，激光焊接系统包括：光源，位于待焊接金属片上方，与待焊接金属片正上方形成偏移角，用于向待焊接金属片投射光线以在待焊接金属片的背光面形成阴影区域；摄像装置，设置在待焊接金属片正上方；激光焊接设备，与摄像装置连接，用于根据包含阴影区域的待焊接金属片图像确定待焊接金属片的焊接点位置，并基于该焊接点位置实施激光焊接。本发明专利技术通过构建待焊接金属片与背景金属材料之间的阴影，使待焊接金属片与背景金属材料之间形成对比度，从而降低了焊接点位置的提取的误差，进而提高了焊接点位置提取的准确性，提高了焊接的成功率，同时也节约了资源。同时也节约了资源。同时也节约了资源。

【技术实现步骤摘要】
一种激光焊接系统和焊点位置提取方法


[0001]本专利技术涉及机器视觉领域和激光焊接领域，具体涉及一种激光焊接系统和焊点位置提取方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的进步，人工智能发展迅速，机器视觉在机械领域已经得到了广泛的运用，机器视觉是人工智能在机械领域进行激光焊接必不可少的一步。所谓基于机器视觉的激光焊接技术就是利用图像采集传感器采集由特定的结构光照射产品所形成的图像，然后使用图像分析软件对图像传感器设备所获得的数字图像进行处理、分析，最终获得待焊接对象在激光坐标系中的准确位置，从而引导激光实现精准焊接。
[0003]专利文献号为CN104400265A的专利文件中公布了一种激光视觉引导的焊接机器人角接焊缝特征的提取方法，该方法主要是利用机器视觉获取需要焊接物的角接角度以及特征点的提取方法；其对特征点的提取主要是通过截取ROI区域，然后进行中值滤波、二值化、细化，进而通过Hough变化提取光条直线并识别焊缝点。
[0004]在焊缝点位置的提取手段或方法中，现有的激光焊接技术中大多采用一次性拍摄然后利用数学式变换推算得到焊接点的三维坐标。但是这种一次性拍摄或者截取ROI区域，在对尺寸小、柔性的产品进行焊接的时失败率高。当待焊接的金属与其背景金属材料相同，且待焊接的金属厚底极小、表面存在纹理干扰时，采用一次性全景光照射或射线照射的方法获取的图像对比度差，且极易受到金属表面纹理的干扰，待焊接的金属片和其背景金属之间的对比度极小，甚至在有纹理干扰时对比度几乎为零，导致待焊接金属轮廓特征提取错误，焊接点定位不准确，进而导致焊接错误率高，以至于机器工作的效率不高且浪费材料。实际采样验证200PCS，视觉引导错误28PCS，错误率高达14％。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决现有技术中由于待焊接金属与背景金属材料相同时容易导致待焊接金属的轮廓特征提取错误，焊接点定位不准确的问题，从而提供一种可以准确提取柔性金属片焊接点的激光焊接系统。
[0006]根据第一方面，本专利技术提供了一种激光焊接系统，包括：
[0007]光源，位于所述待焊接金属片上方，与所述待焊接金属片正上方形成偏移角，用于向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成阴影区域；
[0008]摄像装置，设置在所述待焊接金属片正上方，用于拍摄包含所述阴影区域的待焊接金属片图像；
[0009]激光焊接设备，与所述摄像装置连接，用于根据所述包含所述阴影区域的待焊接金属片图像确定所述待焊接金属片的焊接点位置，并基于该焊接点位置实施激光焊接。
[0010]本专利技术实施例中提供一种激光焊接系统，光源位于待焊接金属片的上方且呈一定的偏移角，使得待焊接金属片在光源投射的光线下背光面能够在背景金属材料上形成阴影
区域，从而能够排除与待焊接金属片金属材料相同的背景金属材料带来的纹理干扰及因为金属片厚度低带来的影响，使待焊接金属片与同待焊接金属片材料相同的背景金属片之间有明显的对比度，进而使待焊接金属片的焊接点的位置更加的精准。
[0011]可选地，所述光源为一个，一个所述光源固定设置在所述待焊接金属片上方，用于从一个固定方向向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成一个阴影区域。
[0012]本专利技术实施例提供的一种激光焊接系统，将一个光源固定在一个方向向待焊接金属片投射光线，达到使待焊接金属片背光面在背景金属片上的形成阴影区域，在实际工作中，金属片的焊接都是批量焊接，金属片的规格也是已知的，因此只需要通过一个方位的阴影区域获得待焊接金属片一侧的轮廓特征线和轮廓点，经过计算便能够确定金属片焊接点的位置，其通过光源透射光线使待焊接金属片背光面产生阴影区域，使得待焊接金属片与背景金属片之间有了明显的对比度，排除了与待焊接金属片材料相同的背景金属片带来的纹理干扰等问题，比一次性全景照射或射线照射直接获得的金属片焊接位置更加的精确，从而使得焊接的准确率更高，进而提高了工业焊接的效率，节约了资源。
[0013]可选地，一个所述光源可移动设置在所述待焊接金属片上方，用于在不同时刻从所述待焊接金属片上投射光线，以在所述待焊接金属片不同的背光面形成多个阴影区域；其中，所述摄像装置还用于在不同时刻分别拍摄包含所述多个阴影区域的待焊接金属片图像。
[0014]本专利技术实施例提供了一种激光焊接系统，一个可移动的光源在不同的角度对待焊接金属片进行光线的照射，摄像装置拍摄的多个图像，批量生产的金属片虽然有固定的规格，但实际上还是存在一定范围上微小的误差，多次不同角度的拍摄，能够更加精准的确定待焊接金属片的焊接点的位置，从而排除了一系列的干扰问题，进而达到了提高焊接成功率的问题，最后达到提高了工作效率、节约资源、降低生产成本的效果。
[0015]可选地，所述光源为多个，多个所述光源固定设置在所述待焊接金属片上方的不同方位，用于在不同时刻从所述待焊接金属片上投射光线，以在所述待焊接金属片不同的背光面形成多个阴影区域。
[0016]可选地，所述光源包括：
[0017]第一光源，位于待焊接金属片上方的第一侧，用于从所述待焊接金属片的第一侧向所述待焊接金属片投射光线，以在所述待焊接金属片的第二侧形成第一阴影区域；
[0018]第二光源，位于所述待焊接金属片上方靠近尾部的位置，用于向所述待焊接金属片的头部投射光线，以在所述待焊接金属片的头部形成第二阴影区域；
[0019]第三光源，位于所述待焊接金属片上方的第二侧，用于从所述待焊接金属片的第二侧向所述待焊接金属片投射光线，以在所述待焊接金属片的第一侧形成第三阴影区域。
[0020]本专利技术实施例提供了一种激光焊接系统，三个光源分别从第一侧、待焊接金属片上方靠近尾部的位置、第二侧向待焊接金属片投射光线分别得到第一阴影区、第二阴影区、第三阴影区，多个数据值使得对待焊接金属片位置的获取误差更小，更进一步地提高了对待焊接金属片位置焊接点位置提取的准确性。
[0021]可选地，所述光源为条形光源。
[0022]本专利技术实施例中提供了一种激光焊接系统，条形光源照射角度可以自由调整，光
照均匀度高，使得待焊接金属片进行光线照射时待焊接金属片背光面构成的阴影区域受干扰因素小，可确保待焊接金属片背光面的阴影区域的图像数据更加的准确，从而获得的待焊接金属片的位置更加的准确，进而使得待焊接金属焊接点的位置更加的准确。
[0023]根据第二方面，本专利技术提供了一种基于上述激光焊接系统的焊点位置提取方法，包括：
[0024]获取包含阴影区域的待焊接金属片图像，所述阴影区域为通过光源向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成阴影区域；
[0025]根据所述待焊接金属片图像中的所述阴影区域确定在所述待焊接金属片的焊接点位置。
[0026]本专利技术实施例提供了一种基于上述激光焊接系统的焊点位置提取方法，根据获取的包含阴影区域的待焊接金属片图像确定待焊接金属片的焊接点位置，能够排除与待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接系统，其特征在于，包括：光源，位于待焊接金属片上方，与所述待焊接金属片正上方形成偏移角，用于向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成阴影区域；摄像装置，设置在所述待焊接金属片正上方，用于拍摄包含所述阴影区域的待焊接金属片图像；激光焊接设备，与所述摄像装置连接，用于根据所述包含所述阴影区域的待焊接金属片图像确定所述待焊接金属片的焊接点位置，并基于该焊接点位置实施激光焊接。2.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光源为一个，一个所述光源固定设置在所述待焊接金属片上方，用于从一个固定方向向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成一个阴影区域。3.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光源为一个，一个所述光源可移动设置在所述待焊接金属片上方，用于在不同时刻从所述待焊接金属片上投射光线，以在所述待焊接金属片不同的背光面形成多个阴影区域；其中，所述摄像装置还用于在不同时刻分别拍摄包含所述多个阴影区域的待焊接金属片图像。4.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光源为多个，多个所述光源固定设置在所述待焊接金属片上方的不同方位，用于在不同时刻从所述待焊接金属片上投射光线，以在所述待焊接金属片不同的背光面形成多个阴影区域。5.根据权利要求4所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光源包括：第一光源，位于待焊接金属片上方的第一侧，用于从所述待焊接金属片的第一侧向所述待焊接金属片投射光线，以在所述待焊接金属片的第二侧形成第一阴影区域；第二光源，位于所述待焊接金属片上方靠近尾部的位置，用于向所述待焊接金属片的头部投射光线，以在所述待焊接金属片的头部形成第二阴影区域；第三光源，位于所述待焊接金属片上方的第二侧，用于从所述待焊接金属片的第二侧向所述待焊接金属片投射光线，以在所述待焊接金属片的第一侧形成第三阴影区域。6.根据权利要求1所述的激光焊接系统，其特征在于，所述光源为条形光源。7.一种用于权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：崔斌，于国涛，黄秀峰，乔新锦，邓尔棋，
申请(专利权)人：浙江广合智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：