一种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及到激光焊接领域，特指一种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法。
【背景技术】
[0002] 激光焊接是以高功率聚焦激光束作为热源来熔化材料，从而形成焊接接头的高精 度高效率的一种焊接方法。相对于传统的焊方法，激光焊接具有局部微小加热范围、热压力 小、可以适应于异形工件的焊接等特点。很多器件厂家开始采用激光焊接作为微波组件的 封装方法。
[0003] 在传统方案中，激光焊接的轨迹修正方式主要分为人工手动修正与自动修正，人 工手修正方式主要适用于焊接数量少、效率不高的应用场合。但是当焊接数量很大时，为了 加快焊接效率，会采用自动轨迹修正方式。激光焊接轨迹自动修正方式一般都是基于图像 识别技术。但从当前激光焊接行业轨迹修正只可实现直线焊缝轨迹修正或者单独焊点的识 另IJ，对于一些曲率较大的曲线焊缝或都是焊缝为环形密封的情况则无法实现。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一 种原理简单、操作简便、能够提高对位精度的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
[0006] -种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，步骤为：
[0007] S1 :依据示例工件的焊缝形状手动生成一个焊接轨迹代码；
[0008] S2 :通过视觉系统采集待焊接工件在工作台上工作区域的图像信息；
[0009] S3 :在所得图像信息中的搜索区域内搜索特征图像，以确定整个图像区域的平移 与旋转；
[0010] S4 :在搜索区域中查找若干个X向"边对";所述"边对"是一对平行且等长的线段， 计算出每条边线段的中点，进而得出这两个中点的中点，称之为：边对特征点；
[0011] S5:由若干个边对特征点拟合出一条直线，称之为第一直线，并计算出第一直线与 X轴的夹角，为第一角度；
[0012] S6:采用与X向边类似的方法通过查看若干个Y向对边及其编队特征点，然后拟合 出一条第二直线，计算出第二直线与X轴的夹角，为第二角度；
[0013] S7 :计算出第一直线与第二直线的交点；
[0014] S8 :由第一角度与第二角度计算出角度信息；
[0015] S9 :将上述的交点信息与角度信息传给系统进行焊缝轨迹修正，以完成工件的焊 接。
[0016] 作为本发明的进一步改进：所述步骤S2中，将待焊接工件放入至工作台上的视觉 系统相机下方的任意位置，调整视觉系统的摄像头物距后，采集工作区域的图像信息。
[0017] 作为本发明的进一步改进：所述步骤中在确定搜索区域时，要尽量减小搜索区域。
[0018] 作为本发明的进一步改进：所述步骤中边对的形状具有以下特征：边对的四个端 点连接后形成一个矩形。
[0019] 作为本发明的进一步改进：所述步骤中查找边对时采用从左往右，从上往下，以 "白灰白"的颜色模式进行查找识别。
[0020] 与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的用于微波组件的焊缝轨迹修正方 法，原理简单、操作简便，与传统的焊缝识别对比，本发明仅需要找到工件的焊接起点与运 行角度值，即可实现激光焊接的焊缝识别，操作简单，并可以减少对位时间，提高了对位的 精度。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明方法的流程示意图。
[0022] 图2是本发明在应用实例中示例工件W1焊缝轨迹示意图。
[0023] 图3是本发明在应用实例中待焊接工件W2焊缝轨迹示意图。
[0024] 图4是本发明在应用实例中边LX的示意图。
[0025] 图5是本发明在应用实例中边LY的示意图。
【具体实施方式】
[0026] 以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0027] 如图1所示，本发明的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其步骤为：
[0028] S1 :依据示例工件的焊缝形状手动生成一个焊接轨迹代码，例如G代码；
[0029] S2 :通过视觉系统采集待焊接工件在工作台上工作区域的图像信息；即将待焊接 工件放入至工作台上的视觉系统相机下方的任意位置，调整视觉系统的摄像头物距后，采 集工作区域的图像信息。
[0030] S3 :在所得图像信息中的搜索区域内搜索特征图像，以确定整个图像区域的平移 与旋转。
[0031] S4 :在搜索区域中查找若干个X向"边对"，所述边对是一对平行且等长的线段，计 算出每条边线段的中点，进而得出这两个中点的中点，称之为：边对特征点。
[0032] S5:由若干个边对特征点拟合出一条直线，称之为第一直线，并计算出第一直线与 X轴的夹角，为第一角度。
[0033] S6 :与X向边类似的方法通过搜索查看若干个Y向对边及其特征点，然后拟合出一 条第二直线，计算出第二直线与X轴的夹角，为第二角度。
[0034] S7 :计算出第一直线与第二直线的交点。
[0035] S8 :由第一角度与第二角度计算出角度信息。
[0036] S9 :将上述的交点信息与角度信息传给系统进行工件的焊接。
[0037] 在具体应用实例中，作为优选方案，上述步骤中在确定搜索区域时，应尽量减小搜 索区域，以减少图像处理量，增快识别速度。
[0038] 在具体应用实例中，作为优选方案，上述步骤中边对的形状具有以下特征：边对的 四个端点连接后可形成一个矩形。
[0039] 在具体应用实例中，作为优选方案，上述步骤中查找边对时可以采用从左往右（Y 向边对），从上往下（X向边对），以"白灰白"的颜色模式进行查找识别，以增快识别速度。
[0040] 本发明在具体应用时，可以采用的装置包含：XY工作平台，Z轴升降台、伺服电机、 伺服驱动器、CNC控制器、工控机（包含两台显示器）、视觉系统等。工作平台提供激光焊接 所需的环境，XY工作平台，Z轴升降台、伺服电机、伺服驱动器、CNC控制器实现机构的精确 运动与控制，工控机用于G代码文件保存、下载、转换，其中一台显示屏用于提供人机操作 接口，另一台显示器用于焊接图像的实时监控，视觉系统包含CCD像机、图像处理控制器， 主要用来处理与识别图像。
[0041] 在一个具体应用实例中，本发明的详细步骤如下：
[0042] S1 :依据示例工件的焊缝形状手动生成一个焊接轨迹代码，本实例中为G代码。示 意工件的焊缝轨迹如图2所示。
[0043] S2 :将待焊接工件放入至工作台上的视觉系统相机下方的任意位置，调整视觉系 统的摄像头物距后，采集工作区域的图像信息。
[0044] S3 :在如图3所示中的搜索区域搜索特征图像，以确定整个图像区域的平移与旋 转。
[0045] S4 :在搜索区域中查找N个X向"边对"（其中N> = 2, 一般可选取N= 6)，本实 例中N= 6,如图4所示。对于每个边对有四个端点(XUSl，YUSl)，1? (XUEl，YUEl)，DSi(XDSl， YDSl)，DEi(XDEl，YDEl)(其中i= 1 ~N)。
[0046] 故上线段的中点1?的坐标为：
[0047] 下线段的中点DMi的坐标为：
[0048] 因此特征点PUi (两个中点的中点）的坐标：
[0049] S5 :由PUl(i= 1~N，N= 6)这N个特征点拟合出一条直线LX，并计算出直线LX 与X轴的夹角9U。
[0050] S6 :与X向边对类似的方法通过查找若干个Y向对边及其特征点I\Yl，如图4所示。
[0051] S7 :由Ρ?Υι(i= 1~Ν，Ν= 6)这Ν个特征点拟合出一条直线LY，并计算出直线LY 与X轴的夹角9W。
[0052] S8 :计算出直线LX与直线LY的交点Ai(X。YJ。
[0054] S10 :按照上面找出的焊接零点信息&(^)与角度信息Θ写入⑴所述的G代 码文件，系统对工件进行焊接。
[0055] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其特征在于，步骤为： 51 :依据示例工件的焊缝形状手动生成一个焊接轨迹代码； 52 :通过视觉系统采集待焊接工件在工作台上工作区域的图像信息； 53 :在所得图像信息中的搜索区域内搜索特征图像，以确定整个图像区域的平移与旋 转； 54 :在搜索区域中查找若干个X向"边对";所述"边对"是一对平行且等长的线段，计 算出每条边线段的中点，进而得出这两个中点的中点，称之为：边对特征点； 55 :由若干个边对特征点拟合出一条直线，称之为第一直线，并计算出第一直线与X轴 的夹角，为第一角度； 56 :采用与X向边类似的方法通过查看若干个Y向对边及其编队特征点，然后拟合出一 条第二直线，计算出第二直线与X轴的夹角，为第二角度； 57 :计算出第一直线与第二直线的交点； 58 :由第一角度与第二角度计算出角度信息； 59 :将上述的交点信息与角度信息传给系统进行焊缝轨迹修正，以完成工件的焊接。2. 根据权利要求1所述的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其特征在于，所述步骤 S2中，将待焊接工件放入至工作台上的视觉系统相机下方的任意位置，调整视觉系统的摄 像头物距后，采集工作区域的图像信息。3. 根据权利要求1所述的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其特征在于，所述步骤 中在确定搜索区域时，要尽量减小搜索区域。4. 根据权利要求1或2或3所述的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其特征在于，所 述步骤中边对的形状具有以下特征：边对的四个端点连接后形成一个矩形。5. 根据权利要求1或2或3所述的用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，其特征在于，所 述步骤中查找边对时采用从左往右，从上往下，以"白灰白"的颜色模式进行查找识别。
【专利摘要】一种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法，步骤为：S1：依据示例工件的焊缝形状手动生成一个焊接轨迹代码；S2：采集待焊接工件在工作台上工作区域的图像信息；S3：在所得图像信息中的搜索区域内搜索特征图像；S4：在搜索区域中查找若干个X向“边对”并得出边对特征点；S5：由若干个边对特征点拟合出第一直线，得出第一直线与X轴的第一角度；S6：采用同样方法通过查看若干个Y向对边及其编队特征点，拟合出第二直线及第二角度；S7：计算出第一直线与第二直线的交点；S8：由第一角度与第二角度计算出角度信息；S9：将上述的交点信息与角度信息传给系统进行焊缝轨迹修正，以完成工件的焊接。本发明具有原理简单、操作简便、能够提高对位精度等优点。
【IPC分类】B23K26/24, B23K26/70, B23K26/03
【公开号】CN105397283
【申请号】CN201510922178
【发明人】周水清, 邓斌, 赵瓛, 万喜新
【申请人】中国电子科技集团公司第四十八研究所
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月11日