隨著生產(chǎn)自動(dòng)化和智能化的發(fā)展，自動(dòng)焊在焊接領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了進(jìn)行精確的自動(dòng)焊接，必須配套焊縫自動(dòng)跟蹤技術(shù)。如使用機(jī)械傳感技術(shù)、電磁感應(yīng)式傳感技術(shù)、電弧傳感技術(shù)、激光視覺傳感技術(shù)。其中，激光視覺傳感技術(shù)由于高靈敏度、高測(cè)量精度、強(qiáng)抗電磁干擾、與工件非接觸等優(yōu)點(diǎn)而深受市場(chǎng)好評(píng)。接下來(lái)就對(duì)激光視覺傳感技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)——實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)進(jìn)行分解說(shuō)明。

在使用激光視覺傳感技術(shù)進(jìn)行焊縫跟蹤控制的過(guò)程中，激光二極管發(fā)出的點(diǎn)光源經(jīng)過(guò)柱狀鏡變成一束線光源，投射到工件表面，這樣就可以同時(shí)得到工件表面和高度方向的二維信息。CCD接收到反射光后，將信號(hào)送入到圖像采集卡，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成8bit數(shù)字信號(hào)，以中斷傳送方式經(jīng)過(guò)PCI總線送入計(jì)算機(jī)內(nèi)存。圖像的灰度級(jí)為256級(jí)，0代表黑色，255代表白色。接著調(diào)用圖像處理程序進(jìn)行圖像預(yù)處理和圖像后處理，得到偏差信號(hào)后，經(jīng)控制算法得到控制信號(hào)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制交流伺服電機(jī)做上、下、左、右4個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到實(shí)時(shí)偏差調(diào)整的目的。

為什么需要先圖像預(yù)處理。現(xiàn)場(chǎng)采集得到的原始圖像上存在著大量由飛濺、煙塵及焊接電噪聲產(chǎn)生的噪聲信號(hào)。這些噪聲會(huì)使特征信號(hào)被嚴(yán)重干擾淹沒(méi)，不利于特征量的提取，因此必須進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理包括濾波和增強(qiáng)等步驟，一般針對(duì)采集到的原始圖像特點(diǎn)，分析后采用log濾波、中值濾波、二值化處理等算法，就能夠得到效果很好的預(yù)處理圖像，基本上過(guò)濾了飛濺、弧光、電噪聲等干擾信號(hào)。

圖像經(jīng)過(guò)預(yù)處理后，并不能馬上用于特征點(diǎn)的檢測(cè)。因?yàn)樗幸欢ǖ膶挾龋虚g或許還有斷點(diǎn)，因此首先需要抽取激光帶的中心線。常用的方法是Hough變換，具體如何操作，這里就不再贅述了。感興趣的可以網(wǎng)絡(luò)查找教程。

抽取完激光帶的中心線后，接下來(lái)的任務(wù)就是找到中心線上的特征點(diǎn)。主要是根據(jù)傳感器與焊縫相對(duì)位置的坐標(biāo)變化，就可以確定焊槍與焊縫位置的變化。發(fā)送控制量給執(zhí)行電機(jī)，調(diào)整焊槍自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)焊縫。

以上就是激光視覺焊縫跟蹤實(shí)時(shí)圖像處理技術(shù)的整個(gè)過(guò)程。