[发明专利]用于确定焊缝端部的形状的设备和方法

权利要求书

1.一种用于确定焊缝端部的形状的设备，通过用焊接激光照射焊接材料而形成所述焊缝，所述设备包括：

激光照射单元，其用于将焊接激光照射到所述焊接材料；

监控单元，其用于连续地捕获所述焊接材料的由焊接激光照射的部分的图像；

存储单元，其用于存储由所述监控单元捕获的图像；

图像提取单元，其用于在图像内的平均亮度等于或小于预定图像提取阈值时从所述存储单元提取所述图像；

焊缝识别单元，其用于识别由所述图像提取单元提取的图像中的焊缝区域；以及

焊缝形状确定单元，其用于基于由所述焊缝识别单元识别的焊缝区域计算焊缝区域的端部的位置，并且用于确定焊缝区域的端部的形状在焊缝区域的延伸方向上是凸出的还是凹入的。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述监控单元包括：

第一监控装置，其用于捕获焊接过程中的图像；

第二监控装置，其用于捕获焊接过程完成后的图像；以及

分光装置，其用于将来自由焊接激光照射的部分的光分为沿朝向所述第一监控装置和朝向所述第二监控装置这两个方向的光束，

其中，被导入到所述第一监控装置的光束的光量小于被导入到所述第二监控装置的光束的光量。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述焊缝识别单元包括：

区域识别模块，其用于将图像内的均具有等于或大于预定区域识别阈值的亮度的区域确定为焊缝区域候选；以及

确定模块，其用于基于所述焊缝区域候选的长宽比确定每个所述焊缝区域候选是否是焊缝区域。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于，所述焊缝形状确定单元包括：

代表点计算模块，其用于计算焊缝区域的代表点；

中心位置计算模块，其用于计算焊缝区域的端部的中心位置；

中间点计算模块，其用于计算焊缝区域的所述代表点与焊缝区域的端部的所述中心位置之间的中间点；

直线计算模块，其用于计算两条直线，该两条直线在连接所述中心位置和所述中间点的线的两侧彼此平行地延伸并且与焊缝区域的端部的外周部相交；以及

曲率计算模块，其用于计算所述两条直线和端部的外周部之间的交点，基于所述交点和所述中心位置计算弯曲度，然后通过使用所述弯曲度确定焊缝区域的端部的形状是凸出的还是凹入的。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述弯曲度是从将所述交点彼此连接的线至所述中心位置的距离。

6.根据权利要求4或5所述的设备，其特征在于，

当所述图像提取单元提取出多个图像时，所述曲率计算模块通过使用从所述多个图像获得的弯曲度的平均值确定焊缝区域的端部的形状是凸出的还是凹入的。

7.一种用于确定焊缝端部的形状的方法，通过用焊接激光照射焊接材料而形成所述焊缝，所述方法包括：

将焊接激光照射到所述焊接材料；

随时间过程捕获所述焊接材料的由焊接激光照射的部分的图像；

将图像存储在存储单元；

在图像内的平均亮度等于或小于预定图像提取阈值时从所述存储单元提取所述图像；

识别从所述存储单元提取出的图像中的焊缝区域；以及

基于所识别的焊缝区域计算焊缝区域的端部的位置，并且确定焊缝区域的端部的形状在焊缝区域的延伸方向上是凸出的还是凹入的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，用于捕获图像的处理包括：

将来自由焊接激光照射的部分的光分为沿朝向第一监控装置和朝向第二监控装置这两个方向的光束；

由所述第一监控装置捕获焊接过程中的图像；以及

由所述第二监控装置捕获焊接过程完成后的图像，

其中，被导入到所述第一监控装置的光束的光量小于被导入到所述第二监控装置的光束的光量。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，用于识别焊缝区域的处理包括：

将图像内的具有等于或大于预定区域识别阈值的亮度的区域确定为焊缝区域候选；以及

基于所述焊缝区域候选的长宽比确定每个所述焊缝区域候选是否是焊缝区域。