一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统的制作方法

本实用新型涉及自动焊接领域，具体是一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统。

背景技术：

在lpg钢瓶对接焊领域，为了实现焊接自动化，提高焊缝焊接的质量及焊接位置的精确度，需要对焊接焊枪位置进行实时跟踪和给出位置信息。现有跟踪技术很多，主要分为激光测距跟踪或视觉取像跟踪。激光测距跟踪的问题和缺点为：精度跟激光头与工件的距离有关，激光头与工件的距离越小，精度越高；反之，精度越低。视觉取像跟踪，涉及到成像问题，需要提供好的光源、及成像方式，并且需要从成像中获取容易分辨的特征信息，另外，跟踪精度也与镜头同工件表面距离有关。这两种跟踪方法，要达到高的精度，测距不能太大。另外，激光测距和视觉成像这两种方法均无法处理焊接过程中产生的大量飞溅物与热量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，该系统利用激光提供光源，相机捕捉工件焊缝特征，进行焊缝跟踪焊接，大大提高焊接的精确度。

为解决现有技术问题，本实用新型公开了一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，包括焊枪和机架，所述焊枪固定在机架上，包括工业相机、工业激光设备和工业反光镜，所述工业相机、工业激光设备和工业反光镜与焊枪固定在同一机架上，工业激光设备设置在工业反光镜上方，工业反光镜设置在焊枪的前方，工业激光设备发射的激光通过工业反光镜反射之后恰能落入到需要焊接的位置处，工业相机设置在需要焊接位置的正上方，工业相机、工业激光设备、工业反光镜和焊枪之间的位置关系保持不变；工业相机通过工业以太网连接工业电脑，工业电脑内预装图像处理软件，工业电脑通过工业以太网连接plc控制器，plc控制器连接上下伺服电机和左右伺服电机，所述上下伺服电机和左右伺服电机控制固定工业相机、工业激光设备、工业反光镜和焊枪的机架的上下及左右运动。

优选的，所述工业反光镜为倾斜结构。

优选的，工业反光镜朝向焊枪一侧倾斜。

优选的，工业电脑内预装opencv或halcon图像处理软件。

本实用新型的有益效果在于：将工业相机、工业激光设备和工业反光镜与焊枪固定在同一机架上，机架由上下伺服电机和左右伺服电机驱动沿焊缝位置处行进，上下伺服电机和左右伺服电机由plc控制器控制前进路线。机架内工业激光设备发射激光，调整工业反光镜的角度使其反射的激光恰好落在焊缝上，工业相机设置在激光照射处的正上方，便于采集激光光斑。工业相机采集的信息通过网络传送至工业电脑上，工业电脑通过图像处理软件提取目标点在图像中的像素坐标，通过工业工业以太网发送至plc控制器中，plc控制器根据目标点的像素坐标与预设的目标点像素值进行比较，进而驱动上下伺服电机和左右伺服电机移动，进而带动机架内的焊枪沿着正确的焊缝位置移动。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记：

1、焊枪；2、机架；3、工业相机；4、工业激光设备；5、工业反光镜；6、工业以太网；7、工业电脑；8、plc控制器；9、上下伺服电机；10、左右伺服电机。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图所示，一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，包括焊枪1和机架2，所述焊枪1固定在机架2上，包括工业相机3、工业激光设备4和工业反光镜5，所述工业相机3、工业激光设备4和工业反光镜5与焊枪1固定在同一机架2上，工业激光设备4设置在工业反光镜5上方，工业反光镜5设置在焊枪1的前方，工业激光设备4发射的激光通过工业反光镜5反射之后恰能落入到需要焊接的位置处，工业相机3设置在需要焊接位置的正上方，工业相机3、工业激光设备4、工业反光镜5和焊枪1之间的位置关系保持不变；工业相机3通过工业以太网6连接工业电脑7，工业电脑7内预装图像处理软件，工业电脑7通过工业以太网6连接plc控制器8，plc控制器8连接上下伺服电机9和左右伺服电机10，所述上下伺服电机9和左右伺服电机10控制固定工业相机3、工业激光设备4、工业反光镜5和焊枪1的机架2的上下及左右运动。

工业反光镜5为倾斜结构，工业反光镜5朝向焊枪1一侧倾斜，工业电脑7内预装opencv或halcon图像处理软件。

本实用新型的有益效果在于：将工业相机3、工业激光设备4和工业反光镜5与焊枪1固定在同一机架2上，机架2由上下伺服电机9和左右伺服电机10驱动沿焊缝位置处行进，上下伺服电机9和左右伺服电机10由plc控制器8控制前进路线。机架2内工业激光设备4发射激光，调整工业反光镜5的角度使其反射的激光恰好落在焊缝上，工业相机3设置在激光照射处的正上方，便于采集激光光斑。工业相机3采集的信息通过网络传送至工业电脑7上，工业电脑7通过图像处理软件提取目标点在图像中的像素坐标，通过工业工业以太网6发送至plc控制器8中，plc控制器8根据目标点的像素坐标与预设的目标点像素值进行比较，进而驱动上下伺服电机9和左右伺服电机10移动，进而带动机架2内的焊枪1沿着正确的焊缝位置移动。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，包括焊枪和机架，所述焊枪固定在机架上，其特征在于：包括工业相机、工业激光设备和工业反光镜，所述工业相机、工业激光设备和工业反光镜与焊枪固定在同一机架上，工业激光设备设置在工业反光镜上方，工业反光镜设置在焊枪的前方，工业激光设备发射的激光通过工业反光镜反射之后恰能落入到需要焊接的位置处，工业相机设置在需要焊接位置的正上方，工业相机、工业激光设备、工业反光镜和焊枪之间的位置关系保持不变；工业相机通过工业以太网连接工业电脑，工业电脑内预装图像处理软件，工业电脑通过工业以太网连接plc控制器，plc控制器连接上下伺服电机和左右伺服电机，所述上下伺服电机和左右伺服电机控制固定工业相机、工业激光设备、工业反光镜和焊枪的机架的上下及左右运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，其特征在于：所述工业反光镜为倾斜结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，其特征在于：工业反光镜朝向焊枪一侧倾斜。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，其特征在于：工业电脑内预装opencv或halcon图像处理软件。

技术总结
本实用新型涉及自动焊接领域，具体是一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统。一种基于激光和视觉取像的对接焊焊缝跟踪系统，包括焊枪和机架，所述焊枪固定在机架上，工业激光设备设置在工业反光镜上方，工业反光镜设置在焊枪的前方，工业相机设置在需要焊接位置的正上方；工业相机通过工业以太网连接工业电脑，工业电脑内预装图像处理软件，工业电脑通过工业以太网连接PLC控制器，PLC控制器连接上下伺服电机和左右伺服电机，所述上下伺服电机和左右伺服电机控制固定工业相机、工业激光设备、工业反光镜和焊枪的机架的上下及左右运动。该系统利用激光提供光源，相机捕捉工件焊缝特征，进行焊缝跟踪焊接，大大提高焊接的精确度。

技术研发人员：袁宝兴
受保护的技术使用者：无锡奇能焊接系统有限公司
技术研发日：2019.12.23
技术公布日：2020.10.27