本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種凹面型焊道位置的檢測方法。

背景技術(shù)：

在自動化焊接中，焊道檢測是一個非常重要的環(huán)節(jié)，它是確保焊接準(zhǔn)確和成型質(zhì)量高的重要前提。焊道的定位不精準(zhǔn)有可能會導(dǎo)致焊接處的焊道出現(xiàn)裂紋、咬邊、未焊透等焊接缺陷。

目前對焊道位置檢測技術(shù)普遍采用激光掃描和CCD攝像機(jī)技術(shù)結(jié)合或者是通過機(jī)器視覺對獲取的圖像進(jìn)行邊沿提取等方法，然而在焊接車間中往往充滿著大量的焊接粉塵，這些粉塵容易遮擋攝像機(jī)鏡頭，使得最終的焊道圖片充滿各種干擾，使得焊道的定位不精準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種凹面型焊道位置的檢測方法，能夠避免焊接車間中輔助焊道定位的攝像機(jī)受到焊接粉塵干擾的問題，無需每隔一定時間清掃鏡頭粉塵，也能夠大大降低檢測成本，對于一些比較復(fù)雜的不規(guī)則焊道的識別率更高，焊道定位準(zhǔn)確高效，操作簡單。

本發(fā)明提供的一種凹面型焊道位置的檢測方法，包括：

在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置；

調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離，所述預(yù)設(shè)距離為激光光束照射到所述焊接表面之后反彈回所述柵欄激光裝置并可被接收的距離；

開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號；

根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

所述開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號包括：

激光束發(fā)射激光信號到所述焊接表面；

每一個激光感應(yīng)器接收各自發(fā)出的所述激光信號，其中照射到所述焊接表面的非凹面型焊道位置的激光可返回并被接收，照射到所述凹面型焊道位置的激光不可返回。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

在所述接收從所述焊接表面返回的激光信號之后還包括：

如果所述激光感應(yīng)器無法接收到自身發(fā)出的所述激光信號，則將所述激光感應(yīng)器相對應(yīng)的傳感器位設(shè)置為0；

如果所述激光感應(yīng)器接收到自身發(fā)出的所述激光信號，則將所述激光感應(yīng)器相對應(yīng)的傳感器位設(shè)置為1。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

所述根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位包括：

掃描所述傳感器位；

將所述傳感器位的每一位與其右邊相鄰的一位進(jìn)行異或操作；

獲得所述異或操作的結(jié)果，利用第一位為1的傳感器位和最后一位為1傳感器位計算焊道位置中點(diǎn)的第一坐標(biāo)，并依據(jù)所述柵欄激光裝置偏離坐標(biāo)掃描移動的距離得到第二坐標(biāo)。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

所述在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置為：

在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置激光光圈半徑大小范圍為0.1mm至0.2mm的柵欄激光裝置。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

所述柵欄激光裝置中的柵欄激光束之間的間隔大小的范圍為0.6mm至1mm。

優(yōu)選的，在上述凹面型焊道位置的檢測方法中，

所述調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離包括：

固定所述激光柵欄裝置的位置；

調(diào)整所述焊接表面的位置，使所述焊接表面的位置與所述激光柵欄裝置之間為預(yù)設(shè)距離。

通過上述描述可知，本發(fā)明提供的上述凹面型焊道位置的檢測方法，由于先在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置，然后調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離，所述預(yù)設(shè)距離為激光光束照射到所述焊接表面之后反彈回所述柵欄激光裝置并可被接收的距離，再開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號，最后根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位，因此能夠避免焊接車間中輔助焊道定位的攝像機(jī)受到焊接粉塵干擾的問題，無需每隔一定時間清掃鏡頭粉塵，也能夠大大降低檢測成本，對于一些比較復(fù)雜的不規(guī)則焊道的識別率更高，焊道定位準(zhǔn)確高效，操作簡單。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請實(shí)施例提供的第一種凹面型焊道位置的檢測方法的示意圖；

圖2為本申請實(shí)施例提供的凹面型焊道位置檢測過程示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心思想在于提供一種凹面型焊道位置的檢測方法，能夠避免焊接車間中輔助焊道定位的攝像機(jī)受到焊接粉塵干擾的問題，無需每隔一定時間清掃鏡頭粉塵，也能夠大大降低檢測成本，對于一些比較復(fù)雜的不規(guī)則焊道的識別率更高，焊道定位準(zhǔn)確高效，操作簡單。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本申請實(shí)施例提供的第一種凹面型焊道位置的檢測方法如圖1所示，圖1為本申請實(shí)施例提供的第一種凹面型焊道位置的檢測方法的示意圖。該方法包括如下步驟：

S1：在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置；

需要說明的是，一定要保證焊接表面與柵欄激光裝置相平行，這樣才能夠保證每一束激光發(fā)出和返回的路程相等，從而保證檢測的準(zhǔn)確性。

S2：調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離，所述預(yù)設(shè)距離為激光光束照射到所述焊接表面之后反彈回所述柵欄激光裝置并可被接收的距離；

在該步驟中，該預(yù)設(shè)距離為柵欄激光束與焊接表面的垂直距離,設(shè)置這種預(yù)設(shè)距離的目的是保證激光束照射到焊接表面之后能夠反彈回來并被接收，減少感應(yīng)的距離誤差而帶來的識別效果的不精準(zhǔn)狀況。

S3：開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號；

在該步驟中，在發(fā)射出的激光束中檢測返回的激光信號，其中照射在非焊道位置的激光可以正常返回并被接收到，而照射在焊道的溝壑中的信號，由于焊道之間的間隙表面與照射的激光束不相互垂直，并且具有凹面型特征的焊道會增加光源與反射面之間的距離，照射到深溝壑焊道處的激光不能在反射面原路反射回探測信號，因此無法接收到返回的激光信號。正是基于這種原理，才會將焊道位置和非焊道位置區(qū)分開來，達(dá)到檢測焊道的目的。

S4：根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位。

在該步驟中，可以利用多種算法對焊道位置進(jìn)行定位，包括異或算法，這就能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的激光掃描中的較為復(fù)雜的路徑擬合和遺傳算法等，簡化操作流程，處理速度較為快捷，提高工作效率，準(zhǔn)確性也可以得到保證。

通過上述描述可知，本申請實(shí)施例提供的上述凹面型焊道位置的檢測方法，由于先在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置，然后調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離，所述預(yù)設(shè)距離為激光光束照射到所述焊接表面之后反彈回所述柵欄激光裝置并可被接收的距離，再開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號，最后根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位，因此能夠避免焊接車間中輔助焊道定位的攝像機(jī)受到焊接粉塵干擾的問題，無需每隔一定時間清掃鏡頭粉塵，也能夠大大降低檢測成本，對于一些比較復(fù)雜的不規(guī)則焊道的識別率更高，焊道定位準(zhǔn)確高效，操作簡單。

本申請實(shí)施例提供的第二種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第一種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述開啟所述柵欄激光裝置發(fā)射激光信號，并接收從所述焊接表面返回的激光信號包括：

激光束發(fā)射激光信號到所述焊接表面；

每一個激光感應(yīng)器接收各自發(fā)出的所述激光信號，其中照射到所述焊接表面的非凹面型焊道位置的激光可返回并被接收，照射到所述凹面型焊道位置的激光不可返回。

在這種情況下，利用柵欄激光裝置中的多個位置的激光感應(yīng)器，就能夠分辨出哪些位置具有焊道，而哪些位置不是焊道。

本申請實(shí)施例提供的第三種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第二種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

在所述接收從所述焊接表面返回的激光信號之后還包括：

如果所述激光感應(yīng)器無法接收到自身發(fā)出的所述激光信號，則將所述激光感應(yīng)器相對應(yīng)的傳感器位設(shè)置為0；

如果所述激光感應(yīng)器接收到自身發(fā)出的所述激光信號，則將所述激光感應(yīng)器相對應(yīng)的傳感器位設(shè)置為1。

在這種情況下，利用一一對應(yīng)的傳感器對是否接收到激光信號進(jìn)行標(biāo)記，能夠準(zhǔn)確記錄每個檢測點(diǎn)的信息，并且便于后續(xù)流程中對焊道位置的判斷。

本申請實(shí)施例提供的第四種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第三種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述根據(jù)所述返回的激光信號對所述凹面型焊道進(jìn)行定位包括：

掃描所述傳感器位；

將所述傳感器位的每一位與其右邊相鄰的一位進(jìn)行異或操作；

獲得所述異或操作的結(jié)果，利用第一位為1的傳感器位和最后一位為1傳感器位計算焊道位置中點(diǎn)的第一坐標(biāo)，并依據(jù)所述柵欄激光裝置偏離坐標(biāo)掃描移動的距離得到第二坐標(biāo)。

在這種情形下，使用簡單的異或操作取代現(xiàn)有技術(shù)中的較為復(fù)雜的缺陷擬合算法，能夠簡化操作流程，提高效率，并且能夠保證檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。具體的，如圖2所示，圖2為本申請實(shí)施例提供的凹面型焊道位置檢測過程示意圖。以焊道延伸方向為X軸方向，焊道截面方向為Y軸方向，柵欄光柵掃描的方向為X軸正方向，開始掃描點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立一個平面坐標(biāo)系，假設(shè)從左到右所有的傳感器都接收到反射信號時激光傳感器位的編碼為：111111111，當(dāng)照射在焊道時，傳感器位編碼為111001011，在零中間的1不影響焊道位置的判斷。掃描柵欄激光光束各個傳感器位，并將傳感器的每一位和右邊相鄰的一位進(jìn)行異或，如將上述的111001011進(jìn)行相鄰傳感器之間的異或，得到001011100，檢查異或的結(jié)果，第一位為1的傳感器位坐標(biāo)為Y3，最后一位為1傳感器位為Y7，計算焊道位置中點(diǎn)Y軸坐標(biāo)為Yp＝(Y7-Y3)/2+Y3+α，其中α為Y軸方向在光柵移動過程中在Y軸方向上的偏移量，X軸坐標(biāo)依據(jù)柵欄光柵偏離坐標(biāo)掃描移動的距離而獲得，記為Xp，則可判斷出焊道中點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(Xp，Yp)。這里需要說明的是，當(dāng)柵欄激光裝置開始啟動檢測時，此時光柵所在位置記為坐標(biāo)原點(diǎn)，在光柵檢測過程中，由于是沿著X軸方向上進(jìn)行移動，所以對導(dǎo)致X軸方向有一個偏離坐標(biāo)原點(diǎn)的距離，并且由于焊道并不是筆直的向前的，所以還會導(dǎo)致有在Y軸方向上的偏移，所以在計算焊道坐標(biāo)的時候，應(yīng)該考慮到X軸和Y軸坐標(biāo)在各自方向上的偏移量。

本申請實(shí)施例提供的第五種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第一種至第四種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置柵欄激光裝置為：

在具有凹面型焊道的焊接表面上方，平行放置激光光圈半徑大小范圍為0.1mm至0.2mm的柵欄激光裝置。這樣的極細(xì)小的激光柵欄用于當(dāng)作焊道檢測的激光光源和激光接收器，能夠有效的檢查焊道位置所在。

本申請實(shí)施例提供的第六種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第五種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述柵欄激光裝置中的柵欄激光束之間的間隔大小的范圍為0.6mm至1mm。需要說明的是，使用的柵欄激光束之間的間隔位置不應(yīng)超過焊道寬度的四分之一，以此確保能夠更加精準(zhǔn)的識別出焊道位置所在，減小由于激光照射的間隙排列而帶來的檢測誤差。

本申請實(shí)施例提供的第七種凹面型焊道位置的檢測方法，是在上述第一種凹面型焊道位置的檢測方法的基礎(chǔ)上，還包括如下技術(shù)特征：

所述調(diào)整所述柵欄激光裝置與所述焊接表面之間為預(yù)設(shè)距離包括：

固定所述激光柵欄裝置的位置；

調(diào)整所述焊接表面的位置，使所述焊接表面的位置與所述激光柵欄裝置之間為預(yù)設(shè)距離。

需要說明的是，上述兩個步驟的先后順序并不做限制，二者可以互換，也就是說，也可以先固定焊接表面的位置，再對激光柵欄裝置的位置進(jìn)行調(diào)整。

綜上所述，上述各個實(shí)施例提供的凹面型焊道位置的檢測方法，通過結(jié)合柵欄光柵的密集光檢測特性，可以實(shí)現(xiàn)對I型焊道、V型焊道以及U型焊道這些具有凹面特征的焊道的精確檢測，并且還能檢測出類I型、類V型以及類U型這些形狀不規(guī)則，類型復(fù)雜的焊道，該方法所使用的激光柵欄可以是比較普通的激光發(fā)射器，無需專用的激光器，降低了成本，且使用簡單的異或操作取代較為復(fù)雜的缺陷擬合，操作更為簡單，能夠保證檢測的效果，對具有凹面型特征的焊道檢測具有高效率和合理性，而且這種方法解決了焊接車間中輔助焊道定位的攝像機(jī)經(jīng)常受到焊接粉塵干擾的問題，無需每隔一定時間就要清掃鏡頭粉塵的問題，實(shí)現(xiàn)的焊道定位效果準(zhǔn)確，準(zhǔn)確性約為98％。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。