焊缝视觉检测系统

博视达焊缝自动视觉检测系统

一、系统简介

本系统主要功能是对有缝不锈钢管的焊接进行自动跟踪与矫正，解决目前人力成本日益提高，人工操作时的视觉疲劳带来的焊接质量问题。

系统采用先进的智能视觉技术，融合光机电技术为一体。本系统由视觉采集系统捕捉焊缝与钨棒的焊接视频，运用视觉技术计算熔池与焊枪的相对偏移，再根据偏移对执行机构发送运动指令，达到钢管焊接自动跟踪的目的，从而实现无人值守高质量焊接的要求。

二、系统特点及技术指标

性能特点

·非接触式，长时间运行无磨损

·识别精度高

·可视化效果，钨棒熔池焊缝图像三位一体

·稳定性好，采用嵌入式系统，比基于 PC机控制系统更加稳定可靠

·人性化的界面，操作界面的设计基于窗口方式，使用简单，无需专业技

术人员即可操作运行

技术指标

·额定功率：150W

·识别速率：40ms

·识别精度：0.03mm

·响应时间：≤200m

·工作温度：-10°~60°

·焊接速度：≤5m/s

·管子直径：≥4mm

三、系统主要部件

本系统包括主要部件为系统控制箱、焊接视频捕获装置、焊枪移动机构。

1. 系统控制箱

系统主板、开关电源、电气控制与驱动、声光报警，输入输出接口等主要模块安装在控制箱内，其外设包括触摸显示屏、电源开关、电源指示灯、电机左右微调按键、各类插座。

2. 专用焊接视频捕获装置

根据氩弧焊弧光光谱特点，定制专用焊接视觉捕捉装置，获取钨棒熔池及焊缝实况细节。

3. 焊枪移动机构

根据视觉识别出的焊枪偏差，正转或反转步进电机，经丝杆联动、带动焊枪移动矫正与焊缝的偏差。

4. 电流检测装置（选配）

用于检测焊机实时工作电流，检测结果可直接显示在彩色显示屏桌面。用户可根据需要选配该模块。

5. 焊接速度检测装置（选配）

用于检测钢管焊接速度快慢，检测结果可直接显示在彩色显示屏桌面。用户

可根据需要选配该模块。

四、安装说明

1. 安装控制箱立柱：在生产线上找到合适空位，将立柱底盘焊住即可；

2. 安装摄像机固定立柱：在生产线上找到合适空位，将立柱底盘焊住即可。

注意：摄像机镜头前端到熔池距离要在 250mm-400mm范围内。

3. 安装焊枪移动机构：

a) 制作滑台与原焊枪机构间的固定板；

b) 制作焊枪与滑台的固定板；

c) 将滑台固定到原机构上；

d) 将焊枪固定到滑台上。

五、调试说明

由专业人员现场调试，并提供技术培训。

六、常见问题

1. 问：重新开机后其他画面均正常，但是视频画面是黑的，怎么办？

答：造成该现象的可能原因有：

1）安装过程中摄像机没有对准目标，通过调节摄像机的角度，使其对准目标即可。建议在调节过程中将光圈开到最大，这样有利于查找目标。

2）摄像机电源线没接好，导致摄像机不工作。

3）摄像机信号线没接好，导致信号不能进入系统。

2. 问：图像画面不清晰怎么办？

答：在本应用中，摄像机镜头前端离焊点的最佳距离为250mm至400mm，若超出该范围，可能会导致画面不清晰。同时，查看摄像机是否有振动情况，若有振动，先予以排除。

3. 问：图像很小怎么办？

答：对于小直径焊管（如 20mm 以下），建议采用摄像机镜头前端离焊点250mm的距离，太远会导致图像很小，焊缝不够清晰。对于20mm以上直径的应用，建议采用400mm的距离。具体距离可根据实际图像大小进行调节。

4. 问：画面中显示左偏或者右偏的数据是什么单位？

答：画面中显示的熔池与焊缝偏差数据单位为微米。

5. 问：系统的识别精度如何设定？

答：图像识别的结果以像素为单位，识别精度指的是图像中的每个像素对应的实际距离为多少。根据实验室测量，当对象离摄像机镜头前端400mm时，由本系统采集到的图像，其像素间距离对应到实际距离为25 微米。因此在实际中，如果距离更近，则像素间距对应的实际距离会更少，精度更高；距离更远，则像素间距对应的实际距离会更多，精度则变低。

6. 问：识别跟踪的响应速度如何？最快时间时多少？

答：识别跟踪的响应速度可根据实际需要进行调节，分1-10级，数字越低，响应越平稳；数字越高，响应越灵敏。在最灵敏的时候，从识别出结果到电机执行动作的时间间隔为200ms。