[实用新型]基于图像识别技术的全自动焊接系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种自动焊接系统，具体涉及一种基于图像识别技术的全自动焊接系统。

背景技术

授权公告号为CN100351721C的中国实用新型专利公开了一种“具有显微图像自动计算定位系统的焊接设备及其运行方法”，包括带有鼠标和显示屏的微机、以及与之相连的显微光学装置、设置在显微光学装置目镜上的CCD摄像头、三维伺服电机和工作台组成的三维伺服机构、及超声波焊接装置。CCD摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入微机。微机直接控制显微光学装置的显微放大倍数自动调节机构确定显微光学装置的放大倍数。三维伺服机构中的三维伺服电机根据微机指令带动工作台运动。微机控制超声波焊接装置完成拉线与超声波焊接。在第一块被焊工件焊接时，采用鼠标在屏幕上逐个点击确定被焊工件图像的焊点所在位置并存入微机，微机根据鼠标点击的位置，计算各焊点与焊针对正达到焊接位置时三维伺服机构所需的运动曲线，控制三维伺服机构顺序带动被焊工件运动、使各焊点依次达到焊接位置、被焊工件所处方位、控制焊接装置完成焊接所需的各工作步骤；再焊接相同规格的被焊工件时，先以鼠标点击屏幕当前被焊工件图像基准点确定待焊被焊工件方位，微机自动调用存贮的第一块被焊工件的相关数据，自动计算待焊被焊工件各焊点数据并完成定位焊接。由于上述设备在每次更换不同的被焊工件时，均需要工人用鼠标重新在屏幕上逐个点击来确定被焊工件图像的焊点所在位置，而不能实现焊点的自动捕捉；因而在具体操作过程中，就会出现以下问题：由于分布在被焊工件立体空间上的焊点数量一般都比较多、面积相对较小，这就要求工人在进行鼠标点击确定焊点位置时精力高度集中。若稍有不慎，就容易出现漏点或错点一个甚至是多个焊点的情形。这不仅增加了工人的劳动强度、降低了工作效率；而且一旦出现漏点或错点焊点时，微机所计算出的各焊点与焊针对正达到焊接位置时三维伺服机构所需的运动曲线便会出现偏差，进而影响整个焊接过程，导致其焊接结果出现错误、焊接质量难以保证。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有自动焊接系统工作效率低、焊接质量难以保证的不足，提供一种基于图像识别技术的全自动焊接系统。

为解决上述问题，本实用新型所设计的一种基于图像识别技术的全自动焊接系统，主要由微机、以及与微机相连的三维伺服机构、垂直光学装置和焊接装置所构成；其中微机上带有键盘、鼠标和显示屏；三维伺服机构包括固定被焊工件的工作台和控制工作台运动的三维伺服电机；垂直光学装置与三维伺服机构上固定的被焊工件的操作面相对，其主要由显微光学装置和设置在显微光学装置目镜上的垂直CCD摄像头组成；垂直光学装置的垂直CCD摄像头将显微光学装置放大的被焊工件图像送入微机；所述微机内设有中央处理器、以及与之相连的焊接控制单元、三维运动控制单元、显微放大倍数记录单元、焊点图像存贮单元、焊点图像识别单元、焊点图像对比分析单元、工件焊点定位单元、焊点位置存贮单元和计算分析单元；焊接控制单元连接焊接装置，三维运动控制单元连接三维伺服电机；显微放大倍数记录单元连接垂直光学装置的显微光学装置；焊点图像存贮单元连接垂直光学装置的垂直CCD摄像头；焊点图像识别单元的数据输入端连接焊点图像存贮单元，其数据输出端连接焊点图像对比分析单元；焊点图像对比分析单元的数据输出端接在工件焊点定位单元上，工件焊点定位单元的数据输出端与计算分析单元相连；计算分析单元数据输出端连接在三维运动控制单元上。

上述基于图像识别技术的全自动焊接系统还进一步包括有Z轴水平光学系统，该Z轴水平光学系统包括校正光源和水平CCD摄像头，以及设在在微机内的Z轴水平校正单元；水平CCD摄像头与微机内的Z轴水平校正单元相连；校正光源和水平CCD摄像头均与被焊工件的校正面相对，其Z轴水平光学系统所对被焊工件的校正面与垂直光学装置所对被焊工件的操作面相垂直；

上述方案所述微机内还设有补焊单元，该补焊单元与焊接装置及三维伺服机构相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下特点：

1、基于图像自动识别技术，通过微机自动捕捉和定位被焊工件立体空间上的各个焊点，同时具有自动图像计算、分析和控制定位功能，控制系统通过光学系统直接从显微图像上获取数据，对每一件待焊的芯片和支架焊点坐标进行即时计算，再控制三维伺服机构将焊点送到焊针下进行自动化焊接；无需工人手动捕获和定位焊点，从而实现了的真正意义上的全自动焊接过程；