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rocketech 2016-03-03 14:31

焊接跟踪系统与LinLog技术

   在自动化焊接的各种应用领域,适应能力都是影响焊接质量和焊接效率的重要因素之一。自动化焊接的适应能力即采用从焊接工件检测到的传感器的输入信号实时控制和修正自动化设备的操作,以适应变化了的焊接条件和环境。

    视觉传感能获得类似人眼的二维或三维信息,与其他传感器相比,它在像焊接过程等需要大量视觉信息监测的场合非常适用。因此,它在弧焊机器人焊前的工件焊缝空间位姿和几何形状的确定、焊接过程中焊缝轨迹和焊接参数的实时控制、焊后焊缝表面的形状分析、焊接熔池表面及附近温度场的检测、熔透信息检测、熔滴过渡过程分析等方面都有成功的应用实例。

    在焊接过程中,由于存在弧光、电弧热、飞溅以及烟雾等多种强烈的干扰,对于焊缝跟踪系统而言,主要是采用电弧光作为光源,高速摄像机直接摄取焊接熔池图像,通过图像处理检测出熔池中心位置,并将焊接熔池中心位置和焊炬位置的偏差送入控制器,控制执行机构调整偏差,直至偏差消除为止。其优点是检测对象(焊缝中心线)与被控对象(焊炬)在同一位置,不存在检测对象与被控对象的位置差,即时间差的问题,因而更容易实现较为精确的跟踪控制。但其缺陷也是显而易见,由于是在极为强烈的弧光下摄取焊接熔池的图像,焊接熔池的弧光对所摄取的图像有很大的影响,图像噪声很大因此如何在极为强烈的弧光作用下,获取包括焊丝或钨极端头及熔池在内比较清晰的图像,将成为跟踪系统的关键之一。

    湖南科天健光电技术有限公司的代理产品瑞士PhotonFocus CMOS相机采用了创新专利LinLogTM技术,大大扩展了传感器的动态范围,使相机即使在强光下也能拍摄到形态清晰的强光中心图像。

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      无LinLog                          标准LinLog                     高响应LinLog  


    通常,CMOS传感器有线性响应和对数响应两种模式:当CMOS传感器工作在线性响应模式时,和CCD一样,动态范围较小,传感器很快会饱和;工作在对数响应模式时,CMOS相机有非常大的动态范围,但其在低照度时灵敏度会降低,低照度区域图像的对比度严重降低,该区域图像会有一种灰蒙蒙的感觉。与以上两种响应模式不同的是,LinLog技术只压缩图像接近饱和及饱和区域的响应,保留在图像低照度区域响应的灵敏度和线性,所以既扩展了整个传感器的动态范围,又保证了低照度区域图像的质量。

    图2两图是CMOS相机拍摄焊接结构光照明工件表面的工作于不同响应模式对应图像,左图是工作于线性响应模式的图像,结构光激光的反射很强烈,线性响应模式下很容易使结构光附件区域的像元都饱和,造成光线的轮廓模糊。右图是采用LinLog2响应模式拍摄的图像,可以看出,图像暗区域的细节清楚,而图像亮区域也没有过度饱和,光线的轮廓清楚,整个图像在高亮度和低亮度区域都有很好的细节表现。


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              图2:无LinLog技术                             采用LinLog技术


     通过LinLog技术,瑞士PhotonFocus相机即使在强烈的弧光干扰下也能获取包括焊丝或钨极端头及熔池在内比较清晰的图像。作为焊接跟踪系统的关键组成部分,PhotonFocus相机目前已在欧洲自动化焊接领域获得了应用推广,并被行业广泛认可。

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图3:瑞士PhotonFocus相机在焊接跟踪领域的实际应用

文章来源:湖南科天健

muyangreng 2016-03-04 09:46
路过学习学习

IWE 2016-03-04 17:45
谢谢分享

guoguo1982 2016-03-05 07:59
学习一下,这是将来的发展趋势

muyangreng 2016-03-07 08:17
路过学习学习

rocketech 2016-03-07 14:34
欢迎关注,相互学习!


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