带有线结构光型视觉传感器的纵缝焊接专机及其控制方法

摘要

本发明公开了一种带有线结构光型视觉传感器的纵缝焊接专机及其控制方法，所述纵缝焊接专机包括焊枪、线结构光型视觉传感器、工业控制计算机和执行机构，焊枪固定在执行机构上，焊枪与线结构光型视觉传感器连接在纵缝焊接专机的运行轨道上，且线结构光型视觉传感器前置于焊枪；线结构光型视觉传感器的输出端通过工业控制计算机与执行结构相连接；所述控制方法建立了坐标系的概念，通过视觉传感器检测出焊缝轨迹，从本质上改变了将焊枪通过刚体关系对应在图像基准点上的应用方式，所以本方法不限于跟踪直线焊缝轨迹，对空间曲线焊缝也能实现跟踪；本发明检测了整条焊缝轨迹，故在焊缝最后一段即使传感器超出了视野也能保证焊枪对整条焊缝的跟踪。

主权项

一种带有线结构光型视觉传感器的纵缝焊接专机的控制方法，所述纵缝焊接专机包括焊枪、线结构光型视觉传感器、工业控制计算机和执行机构，所述焊枪固定在执行机构上，焊枪与线结构光型视觉传感器连接在纵缝焊接专机的运行轨道上，且线结构光型视觉传感器前置于焊枪；所述线结构光型视觉传感器的输出端与工业控制计算机的输入端连接，工业控制计算机的输出端连接执行结构；其特征在于：所述控制方法包括如下步骤：（1）将焊枪置于零点位置；（2）通过线结构光型视觉传感器采集数字图像，并分析所得数字图像提取焊缝坡口的图像特征点，确定图像特征点在所述线结构光型视觉传感器形成的传感器坐标系下的坐标值；（3）根据纵缝焊接专机的运行轨道建立焊缝轨迹的基坐标系，依据线结构光型视觉传感器在采集步骤（2）中图像特征点的时刻的位置，计算该图像特征点在基坐标系下的坐标值；（4）将通过步骤（2）和步骤（3）获得的各个离散的图像特征点在基坐标系下的坐标值，通过插补方法得到连续的焊缝轨迹；（5）根据焊枪当前位置计算下一纠正时刻纠正截面方程与步骤（4）中得到的连续的焊缝轨迹的交点，并得到该交点在焊枪纠正方向上投影值；根据当前时刻焊枪位置与下一时刻焊缝位置的差值纠正焊枪；（6）重复步骤（2）至步骤（5），直至焊接完成。