集裝箱波紋板焊縫的識別方法、識別裝置及焊接控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種集裝箱波紋板焊縫的識別方法、識別裝置及焊接控制系統(tǒng)，集裝箱波紋板的焊縫識別方法包括如下步驟：步驟一，將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均在焊縫處形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線；步驟二，通過工業(yè)圖像傳感器獲取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息；步驟三，計算焊縫的大小和焊縫的位置；步驟四，沿著焊縫移動所述面激光，使面激光在焊縫上的投射位置改變，重復(fù)上述步驟一至步驟三，當(dāng)面激光走完焊縫全長時，我們就可得到焊縫的一條離散的焊縫位置坐標(biāo)曲線和曲線上每個點所對應(yīng)的焊縫大小。該波紋板焊縫識別方法和識別裝置能夠準(zhǔn)確識別焊縫的位置和大小，提高了焊接位置的控制精度，保證了焊接質(zhì)量。
【專利說明】集裝箱波紋板焊縫的識別方法、識別裝置及焊接控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊接技術(shù)，尤其涉及一種集裝箱波紋板焊縫的識別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 集裝箱的生產(chǎn)過程以弧焊為主，弧焊作業(yè)比較集中的工位周圍充斥著大量煙塵、 強(qiáng)光和噪聲，容易導(dǎo)致疲勞，同時對人體有比較大的傷害，減少人員對惡劣環(huán)境的暴露是尋 求生產(chǎn)方式改進(jìn)的動力之一，在勞動力成本日益提升的今天更是如此。集裝箱波紋板是一 種截面呈波浪形的板，由于集裝箱波紋板焊接模型的復(fù)雜性以及實際的焊接條件經(jīng)常隨著 各種不可預(yù)期的干擾因素而不斷發(fā)生變化，例如，強(qiáng)烈的弧光、高溫、飛濺、機(jī)械抖動、焊縫 坡口狀況、工件的加工誤差、夾具精度、工件的介質(zhì)均勻性和焊接生產(chǎn)過程中的熱變形等影 響會使焊槍運動軌跡偏離實際焊縫，造成焊接質(zhì)量難以控制或根本不能夠?qū)崿F(xiàn)自動化焊 接。
[0003] 要實現(xiàn)集裝箱波紋板的自動化焊接，第一步就得解決焊縫識別的問題，以為焊接 軌跡跟蹤控制及焊接規(guī)范的跟蹤選取提供依據(jù)。目前，焊縫自動識別主要是通過傳感器來 實現(xiàn)，常見的焊縫識別傳感器主要有：接觸式傳感器、電弧傳感器和光學(xué)傳感器。接觸式傳 感器是將焊縫變化轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)桿或?qū)л喌奈恢米兓?，并轉(zhuǎn)化為電信號，該傳感器由于性能穩(wěn) 定、成本低廉，在生產(chǎn)中曾得到廣泛應(yīng)用，但由于跟蹤精度及速度的限制，已不適合高精度、 高速度的焊接領(lǐng)域。電弧傳感器以電弧本身的參數(shù)為跟蹤目標(biāo)，能實時反應(yīng)焊縫變化，但檢 測精度易受焊接過程中熔滴過渡形式、飛濺的影響，尤其在對薄板焊件的對接和搭接接頭 的焊接中，應(yīng)用方法較難掌握。相比之下，光學(xué)傳感器以獲得信息豐富、精確度高、檢測范圍 廣等特點，逐漸引起人們的重視，并在焊接生產(chǎn)領(lǐng)域得到了日漸廣泛地應(yīng)用，這為焊接自動 化的實現(xiàn)提供了有利條件，但現(xiàn)有的光學(xué)傳感器主要基于激光測距方式來識別焊縫，其所 用的激光是線激光，只能獲得焊縫某個點的位置信息，卻不能準(zhǔn)確獲得焊縫的空間位置變 化，如：焊縫的軌跡和焊縫的大小等，因此，有必要對其進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，以精確識別焊縫信 息。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種集裝箱 波紋板的焊縫識別方法和識別裝置，其能夠準(zhǔn)確識別焊縫的位置和大小，提高了焊接位置 的控制精度。
[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種集裝箱 波紋板的焊接控制系統(tǒng)，其不僅能實現(xiàn)高精度的焊縫追蹤，而且能夠根據(jù)焊縫的位置和大 小，調(diào)節(jié)焊接規(guī)范，實現(xiàn)焊接規(guī)范的平滑轉(zhuǎn)換，保證整體焊接質(zhì)量。
[0006] 為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種集裝箱波紋板的焊縫識別方法，包 括如下步驟：步驟一，將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均在焊縫處產(chǎn)生偏折 形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線；步驟二，通過工業(yè)圖像傳感器獲取步驟一中的 所有面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息；步驟三，計算每段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點 坐標(biāo)，根據(jù)位于焊縫同一側(cè)的各偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)計算焊縫的位置坐 標(biāo)，并將同一束面激光產(chǎn)生的兩段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減得出該面激 光的偏移量，根據(jù)該偏移量按比例換算出焊縫的大?。徊襟E四，沿著焊縫移動所述面激光， 使面激光在焊縫上的投射位置改變，重復(fù)上述步驟一至步驟三。
[0007] 優(yōu)選地，所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法還包括步驟五：繪制焊縫坐標(biāo)曲線， 判斷焊縫坐標(biāo)曲線上的某個坐標(biāo)點的變化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的變化趨勢是否改 變，如果改變，則判定改變的坐標(biāo)點對應(yīng)的焊縫位置為焊縫拐點。
[0008] 優(yōu)選地，所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法還包括步驟六：繪制焊縫坐標(biāo)曲線， 判斷焊縫的上坡段、水平段和下坡段，如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增 大而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐 標(biāo)增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲線為水平段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo) 隨著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊縫曲線為下坡段。
[0009] 優(yōu)選地，所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法的所述步驟一中的面激光的數(shù)量為 至少兩束。
[0010] 為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明還提出一種集裝箱波紋板的焊縫識別裝置， 包括如下部件：至少一面激光發(fā)生器，用以將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均 在焊縫處產(chǎn)生偏折形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線；一工業(yè)圖像傳感器，用以獲 取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息；一第一處理單元，用以計算每段偏折激光線的靠近焊縫 一端的端點坐標(biāo)，根據(jù)位于焊縫同一側(cè)的各偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)計算焊 縫的位置坐標(biāo)，并將同一束面激光產(chǎn)生的兩段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減 得出該面激光的偏移量，根據(jù)該偏移量按比例換算出焊縫的大小；以及一執(zhí)行單元，用以帶 動面激光發(fā)生器沿著焊縫移動。
[0011] 優(yōu)選地，所述集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，還包括一第二處理單元，所述第二處 理單元用以判斷焊縫坐標(biāo)曲線上的某個坐標(biāo)點的變化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的變化 趨勢是否改變，如果改變，則判定改變的坐標(biāo)點對應(yīng)的焊縫位置為焊縫拐點。
[0012] 優(yōu)選地，所述集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，還包括一第三處理單元，所述第三處 理單元用以根據(jù)焊縫位置坐標(biāo)繪制焊縫坐標(biāo)曲線判斷焊縫的上坡段、下坡段和水平段，如 果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡 段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲 線為水平段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊 縫曲線為下坡段。
[0013] 優(yōu)選地，所述面激光發(fā)生器的數(shù)量為兩個。
[0014] 為解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明還提供一種集裝箱波紋板的焊接控制系統(tǒng)， 包括：至少一個面激光發(fā)生器、一圖像傳感器、一工控機(jī)、一焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)單元以及一焊槍 運動控制單元；各面激光發(fā)生器分別發(fā)出一束面激光，并投射在焊縫處，各束面激光均在焊 縫處產(chǎn)生偏折而形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線；圖像傳感器用以獲取面激光產(chǎn) 生的偏折激光線信息；工控機(jī)用以根據(jù)圖像傳感器獲取的信息，計算出焊縫的位置和大小， 并判斷焊縫的拐點和焊縫所在坡段，并根據(jù)計算和判斷結(jié)果發(fā)出焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令、焊槍 運動控制信號；焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)單元根據(jù)工控機(jī)發(fā)出的焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令調(diào)節(jié)焊機(jī)的參數(shù)； 焊槍運動控制單元根據(jù)工控機(jī)發(fā)出的焊槍運動控制信號控制焊槍移動，使焊槍準(zhǔn)確追蹤焊 縫。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明通過利用面激光在焊縫位置 產(chǎn)生偏移來間接反映焊縫的位置和大小，并通過工業(yè)圖像傳感器獲取偏移后的激光線信息 并間接計算出焊縫的位置和大小，從而實現(xiàn)焊縫的精確檢測和識別，保證了波紋板焊接位 置的控制精度；此外，本發(fā)明還在焊縫檢測的同時，根據(jù)焊縫信息判斷出拐點的位置，在焊 縫的水平段、上坡段和下坡段分別采用不同的焊接規(guī)范，實現(xiàn)焊接規(guī)范的平滑轉(zhuǎn)換，保證焊 縫的整體焊接質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為集裝箱波紋板的焊縫識別方法的原理示意圖。
[0017] 圖2為圖1中F部的放大圖。
[0018] 圖3為焊縫曲線示意圖。
[0019] 圖4為集裝箱波紋板的焊接控制系統(tǒng)的方框示意圖。

【具體實施方式】
[0020] 為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的原理和結(jié)構(gòu)，現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳 細(xì)說明。
[0021] 焊縫識別方法 本發(fā)明的集裝箱波紋板的焊縫識別方法主要利用面激光發(fā)生器產(chǎn)生面激光，投射在焊 縫處，使激光線在焊縫處產(chǎn)生偏移，此偏移可以間接反映出焊縫的軌跡和大小，通過工業(yè)圖 像傳感器獲取偏移后的激光線信息，來求出焊縫的軌跡和大小。
[0022] 以下結(jié)合圖1和圖2詳細(xì)說明集裝箱波紋板的焊縫識別方法，圖中，波紋板12與 焊件底梁或上梁11在連接處形成一條焊縫15,針對該焊縫，本實施例的焊縫識別方法包括 如下步驟。
[0023] 步驟一：將兩束面激光13、14投射在焊縫15的不同位置，每束面激光均在焊縫15 處產(chǎn)生偏折形成兩段分別位于焊縫15兩側(cè)的偏折激光線。
[0024] 圖中，面激光13在焊縫15處產(chǎn)生偏折而形成偏折激光線131和偏折激光線132， 面激光14在焊縫15處產(chǎn)生偏折而形成偏折激光線141和偏折激光線142。
[0025] 步驟二：通過工業(yè)圖像傳感器獲取步驟一中的所有面激光產(chǎn)生的偏折激光線信 息； 步驟三：利用三維直角坐標(biāo)系，計算每段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)，根據(jù) 焊縫同一側(cè)的各偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)計算焊縫的位置坐標(biāo)，并將同一束 面激光產(chǎn)生的兩段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減得出該面激光的偏移量，根 據(jù)該偏移量按比例換算出焊縫的大小。
[0026] 圖中，偏折激光線131靠近焊縫15 -端的端點坐標(biāo)記為al，偏折激光線132靠近 焊縫15 -端的端點坐標(biāo)記為a2,偏折激光線141靠近焊縫15 -端的端點坐標(biāo)記為bl，偏 折激光線142靠近焊縫15 -端的端點坐標(biāo)記為b2。將a2與a2相減，即可得出該面激光13 的偏移量，該偏移量的大小與面激光13所在投影位置的焊縫大小呈比例關(guān)系，通過比例換 算，即可得出面激光13所在投影位置的焊縫大??；同樣，將b2與b2相減，即可得出該面激 光14的偏移量，該偏移量的大小與面激光14所在投影位置的焊縫大小呈比例關(guān)系，通過比 例換算，即可得出面激光14所在投影位置的焊縫大小。面激光13所在投影位置的焊縫坐 標(biāo)可通過偏折激光線132的端點坐標(biāo)a2計算得出，或者通過偏折激光線131的端點坐標(biāo)al 計算得出，面激光14所在投影位置的焊縫坐標(biāo)可通過偏折激光線142的端點坐標(biāo)b2計算 得出，或者以偏折激光線141的端點坐標(biāo)bl計算得出，需注意的是，如果其中一個位置(如： 面激光13所在投影位置）的焊縫坐標(biāo)是以焊縫一側(cè)(如：上側(cè)）的偏折激光線的端點坐標(biāo)計 算得到，則其他位置(如：面激光14所在投影位置）的焊縫坐標(biāo)也需以與其同側(cè)(如：上側(cè)） 的偏折激光線的端點坐標(biāo)計算得到，也就是說，如果面激光13所在投影位置的焊縫坐標(biāo)是 以端點坐標(biāo)a2計算得出，則面激光14所在投影位置的焊縫坐標(biāo)也需以與a2同側(cè)的端點坐 標(biāo)b2計算得出。
[0027] 步驟四：沿著焊縫15移動兩束面激光13、14,使兩束面激光13、14在焊縫15上的 投影位置改變，重復(fù)上述步驟一至步驟三，直至兩面激光13、14走完焊縫全長，當(dāng)面激光走 完焊縫全長時，我們就可得到焊縫的一條離散的焊縫位置坐標(biāo)曲線和曲線每個點所對應(yīng)的 焊縫大小。
[0028] 由于波紋板的焊縫由多段呈波浪形的起伏波構(gòu)成，每段波峰和波谷均包括：一上 坡段151、一水平段152和一下坡段153,因此，焊槍在焊接過程中存在平焊、上坡焊和下坡 焊，熔池液態(tài)金屬在不同的空間位置所受力不同而會引起流動性不同（上坡焊及下坡焊對 熔深有明顯的影響），使焊縫成型在不同段變化顯著（尤其是上坡段），于是，要保持焊接過 程中熔池穩(wěn)定、焊縫成形一致，必須使熔池的自重與電弧吹力和液態(tài)熔池的表面張力達(dá)到 平衡。為解決上述問題，需在焊縫位置檢測的同時，根據(jù)焊縫信息判斷出拐點的位置(上坡 段151、水平段152和下坡段153任意二者之間的交界位置)，進(jìn)而判斷出水平段、上坡段和 下坡段，然后根據(jù)不同的坡段分別采用不同焊接規(guī)范（焊接速度、焊接電壓、焊接電流等）， 實現(xiàn)焊接規(guī)范的平滑轉(zhuǎn)換，從而保證整體焊接質(zhì)量。
[0029] 因此，作為優(yōu)選的實施例，上述集裝箱波紋板的焊縫識別方法還可包括步驟五：繪 制焊縫坐標(biāo)曲線，判斷焊縫坐標(biāo)曲線上的某個坐標(biāo)點的變化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的 變化趨勢是否改變，如果改變，則判定改變的坐標(biāo)點對應(yīng)的焊縫位置為焊縫拐點。例如：如 圖3所示為X-Y坐標(biāo)平面內(nèi)的一條焊縫曲線，曲線上有四個連續(xù)的焊縫點：a2、b2、c2和d2， 其中，d2相對于其前一個坐標(biāo)點c2的變化趨勢為：X軸坐標(biāo)贈大，Y軸坐標(biāo)保持不變；c2相 對于其前一個坐標(biāo)點b2的變化趨勢為：X軸坐標(biāo)贈大，Y軸坐標(biāo)增大；b2相對于其前一個坐 標(biāo)點a2的變化趨勢為：X軸坐標(biāo)贈大，Y軸坐標(biāo)增大；可見，d2這個坐標(biāo)點的變化趨勢相對 于其之前的坐標(biāo)點的變化趨勢改變，則判定d2為拐點。
[0030] 作為優(yōu)選的實施例，上述集裝箱波紋板的焊縫識別方法還可包括步驟六：繪制焊 縫坐標(biāo)曲線，判斷焊縫的水平段、上坡段和下坡段，如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨 著X軸坐標(biāo)增大而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐 標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲線為水平段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲 線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊縫曲線為下坡段。如圖3中，標(biāo)號31 所指坡段為下坡段，標(biāo)號32所指坡段為水平段，標(biāo)號33所指坡段為上坡段。
[0031] 需要說明的是，本實施例采用兩束面激光來采集焊縫的目的在于，一方面使圖像 傳感器每次能夠同時拍到兩個不同的焊點的信息，提高圖像傳感器的工作效率，另一方面 也可提高焊縫采集的密度，進(jìn)而提高了焊縫識別的精度，此外，還有助于在進(jìn)行焊縫趨勢預(yù) 測判定時，提前預(yù)知拐點信息，從而在第一時間調(diào)整焊接工藝參數(shù)，提高焊接質(zhì)量。當(dāng)然，在 焊接精度要求不高的場合，也可將兩束面激光替換成一束面激光，或者，在焊接精度要求更 高的場合，將兩束面激光替換成三束或者更多束面激光。
[0032] 焊縫識別裝置 由上述集裝箱波紋板的焊縫識別方法，我們得到一種集裝箱波紋板的焊縫識別裝置， 其包括：至少一面激光發(fā)生器、一工業(yè)圖像傳感器、一第一處理單元、一第二處理單元、一第 三處理單元以及一執(zhí)行單元。
[0033] 該面激光發(fā)生器用以將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均在焊縫處產(chǎn) 生偏折形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線。
[0034] 該工業(yè)圖像傳感器用以獲取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息。
[0035] 該第一處理單元用以計算每段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)，將位于焊 縫同一側(cè)的各偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)作為焊縫的位置坐標(biāo)，并將同一束面 激光產(chǎn)生的兩段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減得出該面激光的偏移量，根據(jù) 該偏移量按比例換算出焊縫的大小。
[0036] 該第二處理單元用以根據(jù)焊縫位置坐標(biāo)繪制焊縫坐標(biāo)曲線，判斷焊縫坐標(biāo)曲線上 的某個坐標(biāo)點的變化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的變化趨勢是否改變，如果改變，則判定 改變的坐標(biāo)點對應(yīng)的焊縫位置為焊縫拐點。
[0037] 該第三處理單元用以根據(jù)焊縫坐標(biāo)曲線判定焊縫的上坡段、水平段和下坡段，如 果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡 段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲 線為水平段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊 縫曲線為下坡段。
[0038] 執(zhí)行單元用以帶動面激光發(fā)生器沿著焊縫移動。
[0039] 焊接控制系統(tǒng) 由上述集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，我們還得到一種集裝箱波紋板的焊接控制系 統(tǒng)，如圖4所示，其包括：至少一個面激光發(fā)生器22、一圖像傳感器23、一工控機(jī)21、一焊機(jī) 參數(shù)調(diào)節(jié)單元26以及一焊槍運動控制單元27,面激光發(fā)生器22通過電源24與工控機(jī)21 相連，圖像傳感器23通過圖像采集卡25與工控機(jī)21相連，焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)單元26和焊槍運 動控制單元27分別與工控機(jī)21相連。
[0040] 各面激光發(fā)生器22分別發(fā)出一束面激光，并投射在焊縫處，各束面激光均在焊縫 處產(chǎn)生偏折而形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線。
[0041] 圖像傳感器23用以獲取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息。
[0042] 工控機(jī)21用以根據(jù)圖像傳感器22獲取的信息，計算出焊縫的位置和大小，判斷出 焊縫的拐點和焊縫所在坡段(上坡段、水平段或下坡段)，并發(fā)出焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令和焊槍 運動控制信號。
[0043] 焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)單元26根據(jù)工控機(jī)21發(fā)出的焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令調(diào)節(jié)焊機(jī)的參數(shù)， 在水平段、上坡段、下坡段以及拐點位置分別采用不同的焊接速度、焊接電壓和焊接電流 等，并實現(xiàn)焊接規(guī)范的平滑轉(zhuǎn)換以保證整體焊接質(zhì)量。
[0044] 焊槍運動控制單元27根據(jù)工控機(jī)21發(fā)出的焊槍運動控制信號控制焊槍移動，使 焊槍準(zhǔn)確追蹤焊縫。
[0045] 以上僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡運用本發(fā)明 說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種集裝箱波紋板的焊縫識別方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟一，將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均在焊縫處產(chǎn)生偏折形成兩段 分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線； 步驟二，通過工業(yè)圖像傳感器獲取步驟一中的所有面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息； 步驟三，計算每段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)，根據(jù)焊縫同一側(cè)的各偏折 激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)計算焊縫的位置坐標(biāo)，并將同一束面激光產(chǎn)生的兩段偏 折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減得出該面激光的偏移量，根據(jù)該偏移量按比例換 算出焊縫的大?。? 步驟四，沿著焊縫移動所述面激光，使面激光在焊縫上的投射位置改變，重復(fù)上述步驟 一至步驟三。
2. 如權(quán)利要求1所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法，其特征在于，還包括步驟五：繪 制焊縫坐標(biāo)曲線，判斷焊縫坐標(biāo)曲線上的某個坐標(biāo)點的變化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的 變化趨勢是否改變，如果改變，則判定改變的坐標(biāo)點對應(yīng)的焊縫位置為焊縫拐點。
3. 如權(quán)利要求1所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法，其特征在于，還包括步驟六：繪 制焊縫坐標(biāo)曲線，判斷焊縫的上坡段、水平段和下坡段，如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐 標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的 Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲線為水平段；如果某一段焊縫坐 標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊縫曲線為下坡段。
4. 如權(quán)利要求1所述的集裝箱波紋板的焊縫識別方法，其特征在于，所述步驟一中的 面激光的數(shù)量為至少兩束。
5. -種集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，其特征在于，包括如下部件： 至少一面激光發(fā)生器，用以將至少一束面激光投射在焊縫處，每束面激光均在焊縫處 產(chǎn)生偏折形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線； 一工業(yè)圖像傳感器，用以獲取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息； 一第一處理單元，用以計算每段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)，根據(jù)焊縫同 一側(cè)的各偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)計算焊縫的位置坐標(biāo)，并將同一束面激光 產(chǎn)生的兩段偏折激光線的靠近焊縫一端的端點坐標(biāo)相減得出該面激光的偏移量，根據(jù)該偏 移量按比例換算出焊縫的大??；以及， 一執(zhí)行單元，用以帶動面激光發(fā)生器沿著焊縫移動。
6. 如權(quán)利要求5所述的集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，其特征在于，所述焊縫識別裝 置還包括一第二處理單元，所述第二處理單元用以判斷焊縫坐標(biāo)曲線上的某個坐標(biāo)點的變 化趨勢相對于其之前的坐標(biāo)點的變化趨勢是否改變，如果改變，則判定改變的坐標(biāo)點對應(yīng) 的焊縫位置為焊縫拐點。
7. 如權(quán)利要求5所述的集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，其特征在于，所述焊縫識別裝 置還包括一第三處理單元，所述第三處理單元用以根據(jù)焊縫位置坐標(biāo)繪制焊縫坐標(biāo)曲線判 斷焊縫的上坡段、下坡段和水平段，如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo)增大 而增大，則判斷該段焊縫曲線為上坡段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨著X軸坐標(biāo) 增大而保持不變，則判斷該段焊縫曲線為水平段；如果某一段焊縫坐標(biāo)曲線的Y軸坐標(biāo)隨 著X軸坐標(biāo)增大而減小，則判斷該段焊縫曲線為下坡段。
8. 如權(quán)利要求5所述的集裝箱波紋板的焊縫識別裝置，其特征在于，所述面激光發(fā)生 器的數(shù)量為兩個。
9. 一種集裝箱波紋板的焊接控制系統(tǒng)，其特征在于，包括： 至少一個面激光發(fā)生器，各面激光發(fā)生器分別發(fā)出一束面激光，并投射在焊縫處，各束 面激光均在焊縫處產(chǎn)生偏折而形成兩段分別位于焊縫兩側(cè)的偏折激光線； 一圖像傳感器，用以獲取面激光產(chǎn)生的偏折激光線信息； 一工控機(jī)，用以根據(jù)圖像傳感器獲取的信息，計算出焊縫的位置和大小，并判斷焊縫 的拐點和焊縫所在坡段，并根據(jù)計算和判斷結(jié)果發(fā)出焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令、焊槍運動控制信 號； 一焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)單元，根據(jù)工控機(jī)發(fā)出的焊機(jī)參數(shù)調(diào)節(jié)命令調(diào)節(jié)焊機(jī)的參數(shù)；以及， 一焊槍運動控制單元，根據(jù)工控機(jī)發(fā)出的焊槍運動控制信號控制焊槍移動，使焊槍準(zhǔn) 確追蹤焊縫。
【文檔編號】B23K9/095GK104107973SQ201310140414
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月22日
【發(fā)明者】常勇, 周受欽, 程克青, 張新, 謝恒星 申請人:中國國際海運集裝箱(集團(tuán))股份有限公司, 深圳中集智能科技有限公司