[发明专利]电流触发相机模块及焊熔池图像跟踪系统

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种电流触发相机模块及焊熔池图像跟踪系统。

背景技术

CO₂气体保护焊因其低成本、高效率、易于操作的特点，成为了目前应用最为广泛的气体保护焊焊接方法之一。熔池的状态能够直接反映出焊接质量的好坏，熔池图像的获取与分析对提高焊接质量和焊接生产率、实现焊接自动化有着重要意义。然而CO₂气体本身具有较强的氧化性，因此在焊接过程中会引起合金元素烧损引起较强的飞溅，使得熔池受到严重的弧光干扰和噪声污染，给熔池图像的传感带来极大的困难。目前大多数的CO₂熔池获取方式都是通过高速工业相机采集图像，然后对熔池图像进行滤波、边缘增强、阈值分割、二值形态学或灰度形态学等一系列的处理，以期得到比较完整清晰的熔池图像。这样的处理方式一则运用了复杂繁多的图形图像处理算法，影响了系统响应速度，二则丢失了熔池的相当部分细节，存在着或多或少的失真现象；所以有必要对这些问题进行解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种电流触发相机模块及焊熔池图像跟踪系统，所要解决的技术问题是：不同时刻采集亮度不同导致的图像忽明忽暗、飞溅等干扰严重的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种电流触发相机模块，包括电流传感单元、波型整形变换单元和可变计数单元；

所述电流传感单元，其与电焊机的电源线连接，用于感应电焊机输入电流，生成电流信号；

所述波型整形变换单元，其与电流传感单元连接，用于对电流信号进行信号整形，输出与电焊机输入电流相同频率的矩形脉冲波形信号；

所述可变计数单元，其输入端与波型整形变换单元连接，其输出端与相机其输出端与相机连接；用于分析矩形脉冲波形信号，检测出电焊机的焊接短路过渡周期，根据电焊机的焊接短路过渡周期在电焊机的焊接短路时刻产生第一触发信号，通过第一触发信号触发相机对焊熔池进行拍照。

本发明的有益效果是：电流传感单元、波型整形变换单元和可变计数单元协调运作，检测焊接短路过渡周期，能够在焊接的短路阶段触发相机采集熔池图像，采集到的图像亮度接近、干扰较少，解决了不同时刻采集亮度不同导致的图像忽明忽暗、飞溅等干扰较多的问题。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括信号放大单元，所述信号放大单元与电流传感单元连接，用于对电流信号进行信号放大。

采用上述进一步方案的有益效果是：信号放大单元对电流信号进行信号放大，便于后续对信号处理，提升信号整形变换的精度。

进一步，还包括低通滤波单元，所述低通滤波单元与信号放大单元连接，用于对放大后的电流信号进行滤波，输出滤波后的电流信号。

采用上述进一步方案的有益效果是：低通滤波单元对放大后的电流信号进行滤波，降低其他信号干扰，提升信号整形变换的精度。

进一步，还包括控制单元，所述控制单元与所述可变计数单元的控制端连接，用于控制可变计数单元产生第二触发信号，通过第二触发信号触发相机对焊熔池进行拍照。

采用上述进一步方案的有益效果是：控制单元便于手动控制可变计数单元产生触发信号，控制相机对焊熔池进行拍照，实现拍摄周期的人工控制，使照片图像的显示既满足人眼的视觉暂留效应，又不至于太快看不清楚，使得控制更加便利。

进一步，还包括计数显示单元，所述计数显示单元与所述可变计数单元连接，用于对可变计数单元检测出的电焊机焊接短路次数进行计数，并进行显示。

采用上述进一步方案的有益效果是：计数显示单元对电焊机焊接短路次数进行计数，便于作业人员进行了解。

本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种焊熔池图像跟踪系统，包括电流触发相机模块、相机、图像采集卡和工控机；

所述相机，其固定于电焊机的一侧,用于根据第一触发信号或第二触发信号启动对电焊机下方的焊熔池进行拍照，生成图像信号；

所述图像采集卡，其与所述相机连接，用于采集图像信号，将图像信号进行A/D转换，生成数字图像信号，并进行缓存；

所述工控机，其与所述图像采集卡连接，用于提取数字图像信号，通过图像处理模块对生成时间相近的多个数字图像信号进行处理,实时生成熔池图像进行显示。

本发明的有益效果是：电流触发相机模块、相机、图像采集卡和工控机协调运作，能够在焊接的短路阶段触发相机采集熔池图像，采集到的图像亮度接近、干扰较少，同时本系统处理速度快，能够最大限度的保留熔池特征。