焊缝跟踪中识别短焊缝(如断续焊缝或长度较短的焊缝)需要结合高精度传感技术、智能算法和实时控制策略。以下是有关于镭烁光电焊缝跟踪系统的关键步骤和技术解析:
1. 传感器选择与数据采集激光视觉传感器:发射激光线扫描焊缝表面,通过反射光捕捉焊缝轮廓,尤其适合短焊缝的高精度三维形貌重建。
2. 短焊缝特征提取局部特征增强:针对短焊缝长度小、间隔短的特点,算法需聚焦局部区域,提取焊缝起点、终点、拐角等关键点。
图像处理:边缘检测(Canny算法)、二值化、形态学操作,突出焊缝区域。
时序分析:对断续焊缝,结合焊接路径历史数据,预测下一段焊缝位置。
抗干扰设计:采用滤波(如卡尔曼滤波)消除飞溅、反光等噪声,确保短焊缝信号清晰。
3. 智能识别算法模式匹配:预存短焊缝模板(如点焊、间隔焊缝),通过相似度计算实时匹配。
机器学习:训练深度学习模型(如CNN)识别短焊缝的形态特征,适应多样化工件。
实时分割:对连续扫描数据,采用滑动窗口技术分割出短焊缝段,避免漏检。
4. 动态控制策略快速响应机制:短焊缝要求系统在毫秒级内调整焊枪位置。采用PID或模糊控制,结合前馈补偿,减少跟踪延迟。
焊接参数自适应:根据短焊缝长度动态调节焊接电流、速度,防止过热或虚焊。
路径规划优化:对断续焊缝,提前规划焊枪启停点,减少空走时间。
5. 系统集成与验证多传感器融合:结合激光、视觉和电弧传感数据,提升短焊缝识别鲁棒性。
实时性测试:在高速焊接场景下验证系统响应速度,确保短焊缝跟踪精度(通常要求误差<0.5mm,最高可达0.01mm)。
工艺适配:针对不同材料(如薄板铝合金)调整算法参数,避免误判。
实例应用汽车点焊:通过高帧率摄像头识别焊点位置,机器人快速定位并完成短时焊接。
拼板焊接:自动识别焊缝,自动焊接,并对焊接质量进行检测。
管道环缝:断续短焊缝采用激光扫描+时序预测,确保焊枪在间隔后精准复位。
总结识别短焊缝的核心在于高精度传感、局部特征强化算法和快速闭环控制。实际应用中需根据工件特性(材料、焊缝间隔)和工况(速度、环境)优化系统参数,确保稳定性和精度。