鋼筋焊接方法及實施其的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種鋼筋焊接方法，包含決定治具架上鋼筋交叉排置的預設位置以及預設鋼筋相交處的預設焊接坐標；實質(zhì)交叉排置至少二鋼筋于該治具架上的該預設位置，其中該至少二鋼筋形成第一交點；取得涵蓋該至少二鋼筋該第一交點的影像；取得該影像中該第一交點的坐標；對比該第一交點的坐標與該預設焊接坐標，計算該第一交點的坐標與該預設焊接坐標間的位移；當該位移不為零時，調(diào)整該第一交點的坐標為一實際焊接坐標。一種鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，包含鋼筋排置裝置、影像獲取裝置以及信息處理裝置，可實施該方法。
【專利說明】鋼筋焊接方法及實施其的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明是有關于一焊接方法；具體而言，本發(fā)明是有關于一種鋼筋焊接方法。

【背景技術】
[0002]鋼筋為現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑物中一種重要且主要的建筑材料，且其可依需求以彎曲、排置、拼接、綁扎等方式使用于建筑物中，具體如箍筋、彎起筋、彎勾、與網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的形成，以及鋼筋的接續(xù)等。
[0003]其中鋼筋(絲)網(wǎng)結(jié)構(gòu)可作為例如樓板或墻面等的支撐結(jié)構(gòu)。鋼筋(絲)網(wǎng)結(jié)構(gòu)雖然為常用且必要的組件，但仍需費時制作。因此，考慮到成形效率與品質(zhì)，以及進一步達到加速建筑物施工的目的，鋼筋(絲)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的制作方式有提升的空間。
[0004]再者，由于一般可通過焊接等方法將鋼筋相互固定于其相交位置，形成鋼筋(絲)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此焊接方法是有提升的空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提高鋼筋焊接的準確度。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提高鋼筋(絲)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的強度。
[0007]本發(fā)明的另一目的在于提供一種焊接位置及/或鋼筋排置的調(diào)整方法與系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的鋼筋焊接方法包含下列步驟:決定治具架上鋼筋交叉排置的預設位置以及預設鋼筋相交處的預設焊接坐標；實質(zhì)交叉排置至少二鋼筋于該治具架上的該預設位置，其中該至少二鋼筋形成第一交點；取得涵蓋該至少二鋼筋該第一交點的影像；取得該影像中該第一交點的坐標；對比該第一交點的坐標與該預設焊接坐標，計算該第一交點的坐標與該預設焊接坐標間的位移；以及當該位移不為零時，調(diào)整該第一交點的坐標為一實際焊接坐標。
[0009]本發(fā)明的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，包含鋼筋排置裝置、影像獲取裝置以及信息處理裝置，且可實施前述方法。鋼筋排置裝置供至少二鋼筋交叉排置以形成網(wǎng)狀鋼筋結(jié)構(gòu)。鋼筋排置裝置包含治具架，且該至少二鋼筋是交叉排置于治具架上，并形成第一交點。影像獲取裝置取得涵蓋該至少二鋼筋第一交點的影像。信息處理裝置與影像獲取裝置連接，且取得影像中第一交點的坐標。此外，信息處理裝置依第一交點的坐標選擇性產(chǎn)生輸出信號，且調(diào)整第一交點的坐標為實際焊接坐標。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明鋼筋焊接方法的實施例流程圖；
[0011]圖2是本發(fā)明鋼筋交叉排置實施例中，預設位置以及預設相交處的示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明鋼筋實際交叉排置實施例中，鋼筋交點的示意圖；
[0013]圖4A?圖4J是本發(fā)明影像處理實施例的示意圖；
[0014]圖5是圖2的預設相交處與圖3的實際鋼筋交點的比較示意圖；
[0015]圖6是本發(fā)明鋼筋焊接方法的另一實施例流程圖；
[0016]圖7是本發(fā)明鋼筋焊接方法的另一實施例流程圖；
[0017]圖8A是本發(fā)明鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)的實施例示意圖；
[0018]圖SB是本發(fā)明鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)的另一實施例示意圖；
[0019]圖9與圖1OA是基準點與參考點的示意圖；以及
[0020]圖1OB是拍攝基準點或參考點所得影像。
[0021]主要元件符號說明:
[0022]10鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)
[0023]200鋼筋排置裝置
[0024]250治具架
[0025]255 固定件
[0026]300影像獲取裝置
[0027]400信息處理裝置
[0028]50鋼筋焊接設備
[0029]600鋼筋吊掛裝置
[0030]70a ?70 i 影像
[0031]71鋼筋同質(zhì)區(qū)域
[0032]72 圖樣
[0033]73 輪廓
[0034]74凸多邊形
[0035]75深處點
[0036]76 形心
[0037]800 ?805、900 ?905 鋼筋
[0038]Al?A5、BI?B5預設位置
[0039]c、cl?c5預設相交處
[0040]1、il ?i5 第一交點
[0041]wl?w5實際焊接點
[0042]RO基準點
[0043]R1、R2、R3、R4 參考點
[0044]Q 框
[0045]M 影像
[0046]I 輸入信號
[0047]O、O’輸出信號

【具體實施方式】
[0048]本發(fā)明為一種鋼筋焊接方法，包含在鋼筋排置以及實施焊接作業(yè)之間進行鋼筋交點測量、焊接點的調(diào)整與決定、焊接設備或待焊鋼筋的調(diào)整。
[0049]本發(fā)明的鋼筋焊接方法的實施例較佳包含如圖1所示的步驟。步驟110為決定一治具架上鋼筋交叉排置的一預設位置以及預設鋼筋相交處的一預設焊接坐標。丨設的相交處可取得理想的預設焊接坐標/接。
丨勺信息可由與一鋼筋吊掛裝置、或一鋼筋焊津例而言，該鋼筋吊掛裝置與該鋼筋焊接設信息操控。
，可進行步驟120:實質(zhì)交叉排置至少二鋼筋形成一第一交點。
裝置如電腦操控例如鋼筋吊掛裝置施放鋼相交于預設相交處。以圖3所示為例，多根丨大致沿圖中定義的X方向分別實際排置于櫛 901、902、903、904、905......等以其縱長費實際交叉排置；以鋼筋801與901?905龍第一交點11?15。第一交點較佳作為實眷。
[以及形成的相交處可能與預設值不同；其筋吊掛裝置的操作是否足夠精確等皆可能3筋同質(zhì)區(qū)域71 ；接著，再將影像灰階化，得影像70。的二值化，得到如圖40所示影像2理后所得影像/影像區(qū)域如706?70(1與:將與求第一交點的坐標較不相關的因素排全標的計算，并提高坐標計算的效率。
專前(時)，鋼筋交叉排置后形成的幾何形土點(如的10，是在得到二值化影像70(1后5后續(xù)輪廓處理，以及輪廓處理后凸形封包計算形心等步驟的進行。進一搭更有效且準確地求得形心；再者，該十字有利形心的計算例如提高結(jié)果的準確性以
0(1進行框選的方式來作區(qū)域選??；框?3外圖42所示。區(qū)域選取在本實施例中的主要72，由此避免多種因素干擾坐標的計算，并丨處理，且通過輪廓追蹤在選取的區(qū)域(即圖亥不為零的位移，信息處理裝置可以第一交-交點的坐標為實際焊接坐標，并可操控鋼接。相反地，當?shù)谝唤稽c的坐標與預設焊接:實際排置于治具架之后相交形成的第一交交點較佳作為實際焊接點。因此，無需進行接坐標。
上述。在其他實施例中，亦可運用所得的第&掛裝置或治具架進行鋼筋的調(diào)整，或者淘步驟170:計算該第一交點的坐標與該焊接因較佳實施例中，實際位移指的是鋼筋焊接常為厘米。因此，信息處理裝置可操控鋼筋以抵達第一交點，即實際焊接點進行焊接。！與實際位移之間的關系。此步驟可包含在實施例的說明。
《統(tǒng)。如圖8八所示的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)10
[0070]舉例來說，信息處理裝置400載入有一程序，可以例如上述的函數(shù)cvFindContours O、cvConvexHull2 O、以及 cvConvexityDefects O 執(zhí)行輪廓追蹤、凸形封包處理、以及取得凸缺陷的動作；此外，較佳而言，該程序可進一步執(zhí)行計算形心的動作，而獲得第一交點的坐標。依情況，信息處理裝置400可以將第一交點的坐標判定或調(diào)整為實際焊接坐標。
[0071]在本發(fā)明較佳實施例中，如圖SB所示，鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)10進一步與鋼筋焊接設備50連接，并可由其信息處理裝置400操控其作業(yè)；再者，鋼筋排置裝置200可進一步包含鋼筋吊掛裝置600，吊掛及施放鋼筋于治具架。鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)10中的影像獲取裝置300則可設置于鋼筋焊接設備50上。另一方面，信息處理裝置400較佳儲存有鋼筋預設位置及預設相交處等信息，并可使用該些信息操控連接的鋼筋焊接設備50及/或鋼筋吊掛裝置600進行焊接與鋼筋吊掛、施放(于治具架)等作業(yè)。
[0072]舉例而言，信息處理裝置400可比較第一交點的坐標以及從該預設相交處取得的預設焊接坐標，例如計算兩坐標間的位移。當位移不為零時，可視第一交點不在預設焊接點上。傳統(tǒng)上在沒有調(diào)整機制下，預設焊接點實質(zhì)上相當于實際焊接點；相較之下，在本發(fā)明實施例中，當獲得第一交點不在預設焊接點的結(jié)果時，信息處理裝置400可將第一交點的坐標調(diào)整或判定為實際焊接點坐標，即取代該預設焊接坐標。再者，信息處理裝置400較佳可產(chǎn)生輸出信號O，指示鋼筋焊接設備50調(diào)整例如焊槍的位置及/或執(zhí)行焊接。
[0073]在本發(fā)明其他實施例中，信息處理裝置400或可產(chǎn)生指示鋼筋吊掛裝置或治具架執(zhí)行鋼筋調(diào)整的輸出信號O’。
[0074]【實施例】
[0075]實施例1:
[0076]本發(fā)明包含取得影像中坐標間的位移與實際位移之間的關系。此步驟較佳于執(zhí)行鋼筋焊接前進行，以先行取得此關系如一函數(shù)關系式，用于如步驟170的計算。
[0077]在實施例1中，是先模擬實際上準備焊接作業(yè)的情形，將鋼筋以交叉排置的形式設置于治具架上；其中較佳是使該些鋼筋實質(zhì)正交排置，且二支鋼筋的數(shù)量為足夠。二支鋼筋800與900實際相交；此時，將鋼筋相交形成的交點定義為基準點R0，如圖9所示。接著，取得涵蓋該二鋼筋與基準點RO的影像。
[0078]具體來說，是在垂直該些交叉排置的鋼筋所構(gòu)成的二維平面，即圖9中定義的Xy平面的方向上，實質(zhì)以基準點RO為中心來進行拍攝。因此，取得的影像的中心原則上為基準點RO所在位置，且該中心在影像中的坐標較佳定義為(0，O);換言之，基準點RO的坐標設為(0，0)。此外，在本發(fā)明實施例與實施例1中，進行拍攝的器材較佳設置于鋼筋焊接設備上，且特別是如焊槍等裝置上方，以反映假設的焊接處(實施例1)，或者在前述步驟中反映待預設/實際焊接點。因此，當拍攝器材/焊槍對準預設焊接點，且影像中心的坐標為預設焊接坐標，則以基準點RO為中心的影像模擬實際鋼筋交點(如前述第一交點)在預設焊接點上的情形。
[0079] 接著，以基準點RO為起點移動拍攝器材/焊槍；其中是沿著鋼筋800或900，即在圖9中定義的X或y方向上距離基準點R02mm處的參考點Rl~R4進行拍攝,而總計再獲得四張影像，其中該X與y方向亦作為影像坐標的X與y軸。相較于以基準點RO為中心進行的拍攝，移動拍攝器材/焊槍后的拍攝相當于所得影像中的基準點RO偏離影像中心；換言之，若視拍攝器材/焊槍對準預設焊接點，且影像中心的坐標為預設焊接坐標，則以參考點Rl~R4為中心的四張影像模擬實際鋼筋交點(如前述第一交點)偏離預設的相交處的情形。此外，拍攝器材/焊槍的移動距離可調(diào)整。在本實施例中，2mm的距離接近第一交點偏離預設相交處的最小距離。另一方面，可采用小于四或大于四個的參考點。
[0080]獲得的五張影像接著可以如圖4A~圖4J所示方法，即取得影像并計算鋼筋交點的坐標的方法，得到鋼筋交點/基準點RO在五張影像中的坐標。其中第一張影像是以基準點RO為拍攝中心取得的，因此基準點RO的坐標原則上為(0，O);其余影像是分別以參考點Rl~R4為拍攝中心取得，因此基準點RO的坐標原則上在X或y軸上,依序為例如(η, O)、(0，η)、(—η, O)、與(O, —η)?；鶞庶c RO 的坐標(η, O)、(0，η)、( 一 η, O)、或(O, —η)與各參考點Rl、R2、R3、或R4的坐標(在本實施例中皆為(0，O))間的位移可與實際移動的方向與距離對應。在本實施例中，坐標的位移量η相當于實際上2mm的位移量。進一步而言，當計算得鋼筋交點的坐標為例如(n，0)，可知鋼筋交點是在預設焊接點的右方2mm距離處，因此較佳調(diào)整焊槍在X方向上向右移動2mm至實際鋼筋交點，進行焊接。
[0081]實施例2:
[0082]實施例1例示取得影像中坐標間的位移與實際位移之間的關系的方法；其中η可視為坐標單位，且每一坐標單位相當于實際距離2mm。再者，另可依據(jù)焊接作業(yè)中常見的實際位移量建立更多參考點。
[0083]如圖1OA所示，在實施例2中，在以基準點RO為中心來進行拍攝之外，再分別以24個圍繞基準點RO且沿圖中定義的X、y方向?qū)嵸|(zhì)等距排列的參考點為中心來進行拍攝，總計得到如圖1OB所示25張影像；其中在X或y方向上相鄰的二參考點相距2mm。此時,較佳而言，實際鋼筋交點如第一交點偏離預設相交處的通常位移包含在X或y方向上的2_、4mm位移量、或者其間的其他位移。
[0084]多個參考點的建立有益快速計算實際位移。舉例來說，假設鋼筋交點常偏離預設焊接點(2mm，一 4mm)的位移，則由影像原則上可獲得坐標中(n，一 2n)的位移，且可快速得到對應的(2mm, — 4mm)實際位移，以調(diào)整焊槍。
[0085]當偏離量非2或4mm的整數(shù)倍時，可在取得鋼筋交點于影像中的坐標后依例如內(nèi)插法求出實際位移；或者，可判斷坐標是否接近任一參考點，并可在不影響焊接效果下以該參考點計算實際位移。
[0086]實施例3:
[0087]本發(fā)明進一步使用于實施例2中建立的基準點與參考點，測試通過影像處理及交點坐標的計算獲得的實際位移的準確度。
[0088]在測試中，是移動交叉制排置的任一鋼筋，使鋼筋交點相對于例如基準點RO產(chǎn)生實際位移(Q1, ^1);測試者是已知該實際位移。另一方面，再通過影像處理及取得的交點坐標計算實際位移(α2，β2)。接著，計算已知的實際位移(Ci1, ^1)與計算的實際位移(α 2) β 2)的誤差值。
[0089]對6mm鋼筋的交點以及13mm與14mm鋼筋的交點所作測試及結(jié)果分別如下表1與表2:
[0090]表1:
[0091]

【權利要求】
1.一種鋼筋焊接方法，其特征在于，該方法包含: 決定一治具架上鋼筋交叉排置的一預設位置以及預設鋼筋相交處的一預設焊接坐標； 實質(zhì)交叉排置至少二鋼筋于該治具架上的該預設位置，其中該至少二鋼筋形成一第一交占.取得涵蓋該至少二鋼筋該第一交點的一影像； 取得該影像中該第一交點的坐標； 對比該第一交點的坐標與該預設焊接坐標，計算該第一交點的坐標與該預設焊接坐標間的一位移；以及 當該位移不為零時，調(diào)整該第一交點的坐標為一實際焊接坐標。
2.如權利要求1所述的鋼筋焊接方法，其特征在于，交叉排置的該至少二鋼筋構(gòu)成一二維平面，且該取得該影像的步驟包含于垂直該二維平面的方向上拍攝該至少二鋼筋及該第一交點。
3.如權利要求1所述的鋼筋焊接方法，其特征在于，取得該第一交點的坐標的步驟包含進行該影像的影像處理，以取得該影像中的一鋼筋同質(zhì)區(qū)域。
4.如權利要求3所述的鋼筋焊接方法，其特征在于，該影像處理步驟包含顏色分割、灰階化、二值化、以及區(qū)域選取。
5.如權利要求3所述的鋼筋焊接方法，其特征在于，該影像處理步驟包含從該鋼筋同質(zhì)區(qū)域計算該第一交點的坐標。
6.如權利要求4所述的鋼筋焊接方法，其特征在于，該取得該第一交點的坐標的步驟進一步包含: 進行輪廓追蹤，包含在選取的區(qū)域內(nèi)取得一鋼筋輪廓； 執(zhí)行凸形封包處理，包含取得包圍該鋼筋輪廓的一凸多邊形； 取得凸缺陷，包含進一步取得該鋼筋輪廓的至少一頂點，其中該頂點的角度大于180度；以及 由該至少一頂點的坐標計算形心；其中該形心的位置為該第一交點的坐標。
7.一種鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，包含: 一鋼筋排置裝置，供至少二鋼筋交叉排置以形成一網(wǎng)狀鋼筋結(jié)構(gòu)；其中該鋼筋排置裝置包含一治具架，且該至少二鋼筋交叉排置于該治具架上，并形成一第一交點； 一影像獲取裝置，取得涵蓋該至少二鋼筋該第一交點的一影像；以及 一信息處理裝置，與該影像獲取裝置連接，且取得該影像中該第一交點的坐標； 其中該信息處理裝置依該第一交點的坐標選擇性產(chǎn)生一輸出信號，且調(diào)整該第一交點的坐標為一實際焊接坐標。
8.如權利要求7所述的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該影像獲取裝置設置于該治具架上方，且具有一鏡頭實質(zhì)正對該至少二鋼筋及該第一交點。
9.如權利要求7所述的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該信息處理裝置載入有一程序；該程序在該信息處理裝置自該影像獲取裝置接收一輸入信號后，執(zhí)行以取得該第一交點的坐標。
10.如權利要求7所述的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該信息處理裝置載入有一程序，執(zhí)行輪廓追蹤、凸形封包處理、以及取得凸缺陷的動作。
11.如權利要求10所述的鋼筋焊接調(diào)整系統(tǒng)，其特征在于，該程序進一步執(zhí)行計算形心的動作，且該形心 的位置是作為該第一交點的坐標。
【文檔編號】B23K37/00GK104043909SQ201310283710
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權日:2013年3月11日
【發(fā)明者】尹衍樑, 林其禹 申請人:潤弘精密工程事業(yè)股份有限公司