[发明专利]一种激光焊接系统和焊点位置提取方法

说明书

本发明公开了一种激光焊接系统和焊点位置提取方法，其中，激光焊接系统包括：光源，位于待焊接金属片上方，与待焊接金属片正上方形成偏移角，用于向待焊接金属片投射光线以在待焊接金属片的背光面形成阴影区域；摄像装置，设置在待焊接金属片正上方；激光焊接设备，与摄像装置连接，用于根据包含阴影区域的待焊接金属片图像确定待焊接金属片的焊接点位置，并基于该焊接点位置实施激光焊接。本发明通过构建待焊接金属片与背景金属材料之间的阴影，使待焊接金属片与背景金属材料之间形成对比度，从而降低了焊接点位置的提取的误差，进而提高了焊接点位置提取的准确性，提高了焊接的成功率，同时也节约了资源。

技术领域

本发明涉及机器视觉领域和激光焊接领域，具体涉及一种激光焊接系统和焊点位置提取方法。

背景技术

随着科学技术的进步，人工智能发展迅速，机器视觉在机械领域已经得到了广泛的运用，机器视觉是人工智能在机械领域进行激光焊接必不可少的一步。所谓基于机器视觉的激光焊接技术就是利用图像采集传感器采集由特定的结构光照射产品所形成的图像，然后使用图像分析软件对图像传感器设备所获得的数字图像进行处理、分析，最终获得待焊接对象在激光坐标系中的准确位置，从而引导激光实现精准焊接。

专利文献号为CN104400265A的专利文件中公布了一种激光视觉引导的焊接机器人角接焊缝特征的提取方法，该方法主要是利用机器视觉获取需要焊接物的角接角度以及特征点的提取方法；其对特征点的提取主要是通过截取ROI区域，然后进行中值滤波、二值化、细化，进而通过Hough变化提取光条直线并识别焊缝点。

在焊缝点位置的提取手段或方法中，现有的激光焊接技术中大多采用一次性拍摄然后利用数学式变换推算得到焊接点的三维坐标。但是这种一次性拍摄或者截取ROI区域，在对尺寸小、柔性的产品进行焊接的时失败率高。当待焊接的金属与其背景金属材料相同，且待焊接的金属厚底极小、表面存在纹理干扰时，采用一次性全景光照射或射线照射的方法获取的图像对比度差，且极易受到金属表面纹理的干扰，待焊接的金属片和其背景金属之间的对比度极小，甚至在有纹理干扰时对比度几乎为零，导致待焊接金属轮廓特征提取错误，焊接点定位不准确，进而导致焊接错误率高，以至于机器工作的效率不高且浪费材料。实际采样验证200PCS，视觉引导错误28PCS，错误率高达14％。

发明内容

因此，本发明要解决现有技术中由于待焊接金属与背景金属材料相同时容易导致待焊接金属的轮廓特征提取错误，焊接点定位不准确的问题，从而提供一种可以准确提取柔性金属片焊接点的激光焊接系统。

根据第一方面，本发明提供了一种激光焊接系统，包括：

光源，位于所述待焊接金属片上方，与所述待焊接金属片正上方形成偏移角，用于向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成阴影区域；

摄像装置，设置在所述待焊接金属片正上方，用于拍摄包含所述阴影区域的待焊接金属片图像；

激光焊接设备，与所述摄像装置连接，用于根据所述包含所述阴影区域的待焊接金属片图像确定所述待焊接金属片的焊接点位置，并基于该焊接点位置实施激光焊接。

本发明实施例中提供一种激光焊接系统，光源位于待焊接金属片的上方且呈一定的偏移角，使得待焊接金属片在光源投射的光线下背光面能够在背景金属材料上形成阴影区域，从而能够排除与待焊接金属片金属材料相同的背景金属材料带来的纹理干扰及因为金属片厚度低带来的影响，使待焊接金属片与同待焊接金属片材料相同的背景金属片之间有明显的对比度，进而使待焊接金属片的焊接点的位置更加的精准。

可选地，所述光源为一个，一个所述光源固定设置在所述待焊接金属片上方，用于从一个固定方向向所述待焊接金属片投射光线以在所述待焊接金属片的背光面形成一个阴影区域。