焊接系统及焊接设备的制作方法

本申请实施例涉及焊接，具体涉及一种焊接系统及焊接设备。

背景技术：

1、目前焊接工作大部分为人工操作，而在一些作业危险的焊接环境下，通常需要焊接机器人替代人工完成焊接操作，而由于控制系统的限制，焊接机器人焊接的焊接精度无法满足工业需求。

2、因此，如何提供高精度的自动焊接系统成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种焊接系统，用于实现高精度的自动焊接。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供一种焊接系统，焊接系统包括：焊接平台，用于放置待焊接件；光源，倾斜朝向焊接平台设置，用于倾斜照射焊接平台上待焊接件的表面，以使待焊接件的表面上的焊缝处形成阴影；拍摄装置，用于对被光源照射的待焊接件的表面进行拍摄成像；焊接装置，用于对焊接平台上的待焊接件的表面进行焊接；控制器，用于执行以下步骤：获取拍摄装置拍摄的待焊接件的表面的第一图像；识别第一图像中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线；控制焊接装置沿焊接路线移动，以对待焊接表面的焊缝进行焊接。

3、在一种可选的方式中，拍摄装置还用于对放置待焊接件的焊接平台表面拍摄成像；控制器在执行控制焊接装置沿焊接路线移动，以对待焊接表面的焊缝进行焊接的步骤之前，还用于执行以下步骤：在第一图像中建立第一坐标系，确定焊接路线在第一图像中相对于待焊接件的表面的第一坐标；获取拍摄装置拍摄的放置待焊接件的焊接平台表面的第二图像；在第二图像中建立第二坐标系，确定待焊接件的表面在第二图像中相对于焊接平台表面的第二坐标；基于第一坐标和第二坐标，确定焊接路线相对于焊接平台表面的第三坐标；基于第三坐标与焊接平台的实际坐标的关系，确定焊接路线在焊接平台上的实际坐标；控制焊接装置移动至焊接路线在焊接平台上的实际坐标当中的起始点。

4、在一种可选的方式中，控制器执行的识别第一图像中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线的步骤，包括以下步骤：将第一图像转换为灰度图像；将灰度图像中灰度值大于预设灰度值的像素点确定为待焊接件的表面阴影对应的像素点；将以待焊接件的表面阴影对应的每个像素点的中心点为圆心形成的圆中，与灰度图像的边界相切且半径最小的圆作为该像素点对应的内切圆；将每个像素点对应的内切圆中，半径最大的内切圆的内部区域作为目标区域；识别目标区域中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线。

5、在一种可选的方式中，控制器执行的识别目标区域中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线的步骤，包括以下步骤：对目标区域中每个像素点的灰度值进行亮度提取，得到每个像素点的亮度特征强度；用每个像素点的亮度特征强度代替该像素点的灰度值，形成响应图像；将响应图像分为多个局部图像；对局部图像的所有像素点与中心像素点之间的亮度特征强度的大小关系进行编码，得到局部图像的第一编码特征向量，其中，将中心像素点的亮度特征强度作为比较强度，将大于比较强度的亮度特征强度对应的像素点编码为一类，将小于或等于比较强度的亮度特征强度对应的像素点编码为另一类；将每个局部图像对应的第一编码特征向量输入训练好的焊缝识别模型中进行识别，得到对应焊缝的第二编码特征向量；从第一编码特征向量中匹配出与第二编码特征向量对应的特征向量片段；从局部图像中匹配出与特征向量片段对应的像素点；将与特征向量片段对应的像素点连接成焊接路线。

6、在一种可选的方式中，控制器在执行将灰度图像中灰度值大于预设灰度值的像素点确定为待焊接件的表面阴影对应的像素点之前，还用于执行以下步骤：选取多个目标灰度值；对选取的每个目标灰度值分别执行以下步骤：将第一图像中灰度值大于目标灰度值的像素点划分至第一区域，将第一图像中灰度值小于或等于目标灰度值的像素点划分至第二区域；计算第一区域中所有灰度值的第一平均灰度值和第一像素占比值以及第二区域中所有灰度值的第二平均灰度值和第二像素占比值；计算第一平均灰度值与第二平均灰度值之间差的平方、第一像素占比值以及第二像素占比值三者的乘积，得到第一图像的类间方差；将计算得到的所有类间方差中，值最大的类间方差所对应的目标灰度值作为预设灰度值。

7、在一种可选的方式中，控制器执行的将第一图像转换为灰度图像的步骤，包括：通过高斯滤波器对第一图像进行处理，得到灰度图像。

8、在一种可选的方式中，控制器执行的对目标区域中每个像素点的灰度值进行亮度提取，得到每个像素点的亮度特征强度的步骤，包括：通过gabor滤波器对目标区域中每个像素点的灰度值进行亮度提取，得到每个像素点的亮度特征强度。

9、在一种可选的方式中，拍摄装置为ccd激光摄像机。

10、在一种可选的方式中，拍摄装置垂直于焊接平台设置。

11、根据本申请实施例的另一方面，提供了一种焊接设备，包括任意实施例所述的焊接系统。

12、本申请实施例通过光源倾斜照射焊接平台上待焊接件的表面，以使待焊接件的表面上的焊缝处形成阴影，再使用拍摄装置对被光源照射的待焊接件的表面进行拍摄成像，利用焊缝处与周围形成明显的亮度差的特性，使用控制器对拍摄得到的图像的阴影区域进行识别得到对应焊缝的阴影区域，对应焊缝的阴影区域即为焊接路线，再使用控制器控制焊接装置沿焊接路线进行焊接，以实现高精度的自动焊接。

13、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

技术特征：

1.一种焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括：

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述拍摄装置还用于对放置所述待焊接件的焊接平台表面拍摄成像；

3.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述控制器执行的所述识别所述第一图像中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线的步骤，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述控制器执行的所述识别所述目标区域中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线的步骤，包括以下步骤：

5.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述控制器在执行所述将所述灰度图像中灰度值大于预设灰度值的像素点确定为所述待焊接件的表面阴影对应的像素点之前，还用于执行以下步骤：

6.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述控制器执行的所述将所述第一图像转换为灰度图像的步骤，包括：

7.根据权利要求4所述的焊接系统，其特征在于，所述控制器执行的所述对所述目标区域中每个像素点的灰度值进行亮度提取，得到每个像素点的亮度特征强度的步骤，包括：

8.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述拍摄装置为ccd激光摄像机。

9.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述拍摄装置垂直于所述焊接平台设置。

10.一种焊接设备，其特征在于，所述焊接设备包括：如权利要求1-9中任意一项所述的焊接系统。

技术总结
本申请实施例涉及焊接技术领域，公开了一种焊接系统及焊接设备，该焊接系统包括：焊接平台，用于放置待焊接件；光源，倾斜朝向焊接平台设置，用于倾斜照射焊接平台上待焊接件的表面，以使待焊接件的表面上的焊缝处形成阴影；拍摄装置，用于对被光源照射的待焊接件的表面进行拍摄成像；焊接装置，用于对焊接平台上的待焊接件的表面进行焊接；控制器，用于执行以下步骤：获取拍摄装置拍摄的待焊接件的表面的第一图像；识别第一图像中的至少部分阴影区域，将其作为焊接路线；控制焊接装置沿焊接路线移动，以对待焊接表面的焊缝进行焊接。通过上述方式，本申请实施例实现了高精度的自动焊接。

技术研发人员：艾意其
受保护的技术使用者：广东省工业边缘智能创新中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16