[发明专利]汽车车身点焊飞溅检测与控制装置及其方法

权利要求书

1.一种汽车车身点焊飞溅检测与控制装置，该装置包括焊钳[1]、点焊焊钳下电极位置传感器[2]、上电极臂[3]、1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]、图像采集卡[6]、工业计算机[7]、上电极[8]、下电极[9]、下电极臂[10]、数模转换接口[12]、变频器[13]、交流伺服电机[14]；焊钳[1]、点焊焊钳下电极位置传感器[2]、上电极臂[3]、上电极[8]、下电极[9]、下电极臂[10]组成汽车车身点焊焊接装置；1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]型号选用敏通1881EX型，配合启光公司的FS-LM2514型镜头，CCD镜头前端安装滤光片，1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]与滤光片组成图像采集系统；其特征在于： 1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]安装在电焊焊机上电极臂[3]上，1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]的镜头采像轴线与上电极[8]轴线同平面；1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]镜头中心线延长线与上电极[8]端面中心点相交于一点；1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]]采集焊接过程飞溅图像，通过数据线与图像采集卡[6]实现数据连接；图像经过图像采集卡[6]由模拟信号转为数字信号传输至工业计算机[7]。

2.根据权利要求1所述的汽车车身点焊飞溅检测装置，其特征在于：所述1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]采用防“鬼像”装置，该装置安装顺序为CCD镜头、滤光片、挡飞溅玻璃；CCD镜头、滤光片、挡飞溅玻璃依次安放在套筒内；CCD镜头套筒内直径尺寸以1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]镜头外直径尺寸为依据，在CCD镜头套筒[15]前端加工凸台，开内螺纹，滤光片套筒[16]开外螺纹，CCD镜头套筒[15]和滤光片套筒[16]螺纹配合，在CCD镜头套筒[15]前端做成小直径凸台内安放滤光片，滤光片套筒[16]旋紧固定，凸台外侧开螺纹与挡飞溅玻璃片固定套筒[17]的内侧螺纹实现螺纹连接，挡飞溅玻璃片[18]安装在挡飞溅玻璃片固定套筒[17]内；保证CCD镜头和滤光片中心之间有足够高的同心度。

3.一种汽车车身点焊飞溅检测控制方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步，开启汽车车身点焊飞溅检测装置，1号工业CCD[4]、2号工业CCD[5]采集点焊焊接飞溅图像，通过数据线与图像采集卡[6]实现数据连接；图像采集卡[6] 将飞溅图像由模拟信号转为数字信号传输至工业计算机[7]；

第二步，工业计算机[7]内基于VC++的图像处理程序对采集飞溅图像的实时处理，获取飞溅轮廓，提取飞溅大小与特征参数，得到飞溅系数K值；

第三步，工业计算机[7]将获得的飞溅特征参数作为反馈经数模转换接口[12]和变频器[13]传输至交流伺服电机[14]，交流伺服电机[14]将反馈动作传给点焊焊钳下电极位置传感器[2]，实现对下电极运动方式与施加力的大小及方向的控制；由1号工业CCD[4]、 2号工业CCD[5]采集汽车车身点焊飞溅图像，工业计算机[7]处理图像获得获取飞溅轮廓，提取飞溅大小与特征参数，得到飞溅系数K值经数模转换接口[12]和变频器[13]传输至交流伺服电机[14]，交流伺服电机[14]将反馈动作传给点焊焊钳下电极位置传感器[2]，实现对下电极运动方式与施加力的大小及方向的控制，从而实现汽车车身点焊飞溅检测控制的闭环控制。

4.根据权利要求3所述的一种汽车车身点焊飞溅检测控制方法，其特征在于：工业计算机[7]运用VC++程序对采集到的飞溅图像进行处理的方法如下：

第一步，获得原始图像；

第二步，对原始图像进行灰度拉伸，对图像灰度值区间进行线性变化，提高飞溅区域在整体图像中的对比度；

第三步，利用均值滤波和中值滤波降低随机噪声对图像质量的影响，使图像得到平滑；

第四步，通过阈值分割将图像分割为二值化图像；

第五步，利用边缘检测获取飞溅轮廓，提取飞溅大小与特征参数，得到飞溅系数K值。