申请/专利权人：广东工业大学

申请日：2023-03-01

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN116117273B

主分类号：B23K9/127

分类号：B23K9/127;B23K9/12

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2023.06.02#实质审查的生效;2023.05.16#公开

摘要：本发明公开了一种自适应的前馈焊接纠偏装置及方法，本装置包括有：固定支架、图像采集模块、焊接模块、直线纠偏机构和微控制器；所述固定支架的一外侧安装有焊接模块，所述固定块安装在与所述焊接模块相对的固定支架的侧面上，所述图像采集模块设置在所述固定支架的内侧；所述直线纠偏机构的底座固定在外部可动机构的末端，所述外部可动机构用于控制焊接的直线移动方向，所述直线纠偏机构的轴线与焊接移动方向保持垂直；所述微控制器与图像采集模块和外部可动机构的控制器通信连接，所述微控制器与电机电性连接。与传统技术相比，无需加装激光视觉传感器即可实现焊接过程中的实时纠偏，并且预测位置比激光传感更精确可靠。

主权项：1.一种自适应的前馈焊接纠偏方法，该方法采用了一种自适应的前馈焊接纠偏装置，其特征在于，所述纠偏装置包括有：固定支架1、直线纠偏机构2、微控制器3、图像采集模块4和焊接模块5；所述直线纠偏机构2包括有固定块21、底座23和电机24，所述电机24与所述固定块21传动连接，所述电机24驱动所述固定块21沿所述底座23的轴线移动，所述焊接模块5和所述固定块21位于所述固定支架1的外侧且分别与所述固定支架1相对的两侧面连接，所述图像采集模块4设置在所述固定支架1的内侧，所述焊接模块5执行焊接工作的焊丝部分位于图像采集模块4的图像采集区域的正中央；所述直线纠偏机构2的底座23固定在外部可动机构的执行末端，所述微控制器3与图像采集模块4和外部可动机构的控制器通信连接，所述微控制器3与电机24电性连接；该方法包括以下步骤：S1、利用图像采集模块4采集焊接部位的图像，将采集到的亮度大于预设识别阈值的图像输入至微控制器3的深度学习网络进行焊缝识别，输出焊缝的感兴趣区域；S2、提取感兴趣区域原图像的焊缝像素数据，采用焊缝像素数据处理方法将焊缝转化为焊缝函数；所述焊缝像素数据处理方法具体为：对感兴趣区域的原图进行图像预处理后进行边缘检测，判断焊缝的宽度是否大于设定值，若小于或等于设定值则将焊缝转化为一条直线函数，即第一类焊缝函数，宽度若大于设定值则将焊缝转化为两条直线函数，用于表示焊缝的两侧边缘线，并计算两侧边缘线的角平分线作为第二类焊缝函数；所述第一类焊缝函数的表达式为：Ax+By+C＝0其中，x、y为图像像素坐标点，A、B、C为直线一般方程的系数；第一类焊缝函数的转换步骤为：S301、将边缘检测图片结果中的顶层10行像素和底层10行像素中识别出的边缘像素作为设定锚点；S302、从顶层和底层中各选取一个设定锚点，作为设定直线；S303、将设定直线函数投影至原图坐标系，将原图像中此设定直线两侧±5列的像素记为内点；S304、计算内点的所有灰度值之和；S305、遍历所有的设定锚点，每次对比其灰度值之和，保留灰度值之和最低的设定直线的数据；S306、计算得到第一类焊缝函数的参数A、B和C，其中直线函数的斜率为-AB；所述第二类焊缝函数的表达式为： 其中，第二类焊缝函数的转换步骤为：S311、采用第一类焊缝的转换步骤得到第二类焊缝的第一边缘线的焊缝函数；S312、将第一边缘线的内点的灰度值设为背景色；采用第一类焊缝的检测方式得到第二类焊缝的第二边缘线的焊缝函数；S313、计算第一边缘线和第二边缘线的角平分线作为第二类焊缝函数；S3、测量焊缝函数相对于图像坐标系的夹角，根据所述夹角驱动外部可动机构转动校正焊接方向，使后续识别得到的焊缝函数与图像坐标系的夹角小于设定值；计算焊接部位的焊接偏移量的像素数据，根据摄像头标定参数将像素数据转换为物理距离，并驱动直线纠偏机构2带动固定支架1和焊接模块5进行纠偏，完成前馈纠偏；具体为：所述焊接偏离量即为图像正中央与焊缝函数之间的距离，像素数据即焊缝偏移量的像素点个数，设工件表面点P在以摄像头为原点的物理坐标系下的坐标为Xc，Yc，Zc，，P在成像平面的成像点p的图像平面坐标为x,y，f为相机焦距，则有： 得到焊缝各点所在的位置为： 再根据丝杠的导程换算为电机的转动距离，具体公式为： 其中，L表示丝杠的移动距离，单位为毫米；l表示丝杠导程，单位为毫米每圈；m表示程序输出脉冲量，单位为个；n表示电机转动一圈所需的的脉冲量，单位为个；通过上述公式完成前馈纠偏。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 广东工业大学 一种自适应的前馈焊接纠偏装置及方法

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD