对基于单目视觉的汽车钣金零件焊接系统设计分析

彭小勇



对基于单目视觉的汽车钣金零件焊接系统设计分析

彭小勇

（杭州宝伟汽车零部件有限公司，浙江 杭州 311228）

汽车钣金零件焊接工艺，是影响汽车零件生产的主要部分，也是保障零件生产质量的重要条件，具有基础性、关联性等特征。基于此，文章从单目视觉层面入手，通过技术在汽车钣金零件焊接中融合的原理，着重对技术实践设计的相关要点进行探究，以达到充分发挥技术优势，提升汽车钣金零件焊接质量的目的。

单目视觉；汽车钣金；零件焊接系统设计

1 单目视觉汽车钣金零件焊接系统原理

单目视觉技术，在汽车钣金零件系统中的应用，主要是通过传感器、数字化程序、以及数字控制算法程序，实现汽车精准位置零件的准确焊接。该设计系统主要包括：辅助光源、图像传感器、图像采集卡、图像处理单元、以及激光焊接设备等部分。

2 单目视觉汽车钣金零件焊接系统设计要点

2.1 程序核心部分设计—CCD传感器

2.1.1技术要点

单目视觉程序，之所以能够实现高品质、精准化生产，最根本的因素是精准化程序系统的设计，能够确保设备标准化生产。一方面，该系统中所应用的CCD传感器，拥有普通传感器图像整理、信号处理、以及信息通讯接收的能力，当汽车零件加工外部程序，将加工信号传入到系统中，传感器可在第一时间进行零件生产信息处理，并发出相应的生产命令。另一方面，传感器又可依据焊接系统，各部分生产环节需求，智能化感应的进行传感器镜头调节和焊接区域补光，确保焊接区域中的激光焊接环节，规避偏离焊接点，或焊接过程图像采集模糊的问题。

2.1.2 实例分析

如，某汽车钣金零件加工时，生产人员，就运用单目视觉汽车钣金零件焊接系统进行生产，本次零件焊接点主要分为A、B、C三个区域。CCD接收到零件焊接信息后，会立即发出“测量焊接区域-确定焊接点-焊接”的命令。但A所在的区域为背光区，CCD系统会在A区域焊接时，将焊接镜头焦距，扩大到原来的1.15倍（镜头聚焦24），自动进行焊接补光。而B、C两区域焊接时，则按程序标准设计要求，镜头焦距20.87，无补光焊接[1]。

2.2 程序传输部分设计—数字化程序

2.2.1要点分析

首先，该系统可借助Windows网络，开展在线程序沟通与处理。系统可充分依据汽车生产的实际需求，进行汽车零件校本，程序界面，以及零件设计样式的调整，由此，当用户进行汽车零件加工与处理时，系统可随时通过网络渠道，寻求与本次汽车零件生产，相互匹配的资源信息，提升了产品生产信息传输调节的灵活性。其次，单目视觉系统下的汽车焊接零件系统，利用数据算法的判断程序，对系统接收到的对象做出判断，按钣金程序焊接的标准要求，进行焊接条件的衔接。

2.2.2案例分析

例如，某次汽车钣金零件加工时，汽车零件生产1号为10×13mm，2号零件为11.19×14.28mm。企业为确保钣金零件焊接生产质量，1号较规整的零件，采取对象程序模型操控生产法进行生产，2号非规整类零件，采用网络程序进行零件加工生产。1号零件进行零件生产传输时，算法以零件生产标准，为焊接点设计的条件，确定焊接时，钣金表面温度、焊接点个数、以及焊接精准度，且在每一个环节，均有一个选择窗口，对汽车钣金焊接情况作出相应的判断。

2.3 程序焊接信息收集部分设计—图像采集卡、图像处理单元

2.3.1图像采集卡部分设计

该程序通过图像端口收集渠道，建立模拟和独立视频传输体系。当钣金零件焊接时，模拟图像第一时间，建立焊接模拟定时定标，独立视频在此基础上，以全帧叠加法，将零件时时焊接中，形成的图像进行收集。该环节的焊接采集信息，可实现焊接模拟结构，与独立视频结构的同步传输，由此，程序做功时，所产生的图像采集功率损耗比，要远比传统的单项信息采集方法的功率损耗更节能[2]。

2.3.2图像处理单元设计

单目视觉焊接程序，依靠目标标定法，完成汽车钣金零件焊接图像采集过程。即，图像采集窗口，在集中进行焊接图像信息收集后，会将会本次零件焊接，可能用到的信息进行整合，然后对照零件焊接标准，进行零件焊接。与传统的大规模图像采集信息中，多次进行钣金零件图像寻找方式对比，新的单目视觉焊接方式，图像收集、整合、应用的速率更快，且图像筛选的效率更高，由此，汽车零件钣金设计与处理方式，在操作中所形成的图像误差自然也较低。

2.4 程序程序焊接操作部分设计—激光焊接设备

一方面，钣金材质与其他钢铁不同，若焊接中连接点不准确，极易出现变形、损坏等问题，从而对汽车的整体美观性产生了影响。运用激光焊接法进行焊接时，操作人员可借助单目视觉激光镜，按照程序设定要求，标准、低误差的进行钣金焊接，这可以最大限度的，保障汽车钣金焊接材料在零件生产过程中，物尽其才。

另一方面，零件焊接前，生产人员可利用激光镜，在此次焊接零件尺寸，原料周边的完整度等进行检查，并集中性、立体化进行焊接处理，“一步到位”的焊接方法，可减少汽车钣金零件焊接中，出现的零件焊接流畅性低等问题，这是当前程序焊接技术的基础操作部分[3]。

3 结论

综上所述，对基于单目视觉的汽车钣金零件焊接系统设计分析，是现代机械生产技术，实践中要点整合的理论归纳，为汽车零件加工提供了指导。在此基础上，通过程序核心部分设计—CCD传感器；程序传输部分设计—数字化程序；程序焊接信息收集部分设计—图像采集卡、图像处理单元；程序焊接操作部分设计—激光焊接设备，对单目视觉的汽车钣金零件焊接系统要点进行把握。因此，关于汽车钣金零件焊接系统设计探究，将为汽车产业高质量开发提供借鉴。

[1] 李志强.小曲率钣金零件高压水射流成形回弹规律的研究[D].沈阳航空航天大学,2016.

[2] 肖武华.汽车钣金件非接触测量规范关键技术研究[D].上海大学,2015.

[3] 王建勇,仇建华.基于单目视觉的汽车钣金零件焊接系统设计[J].汽车实用技术,2014(02):9-12.

Design and Analysis of Welding System for Automobile Sheet Metal Parts Based on Monocular Vision

Peng Xiaoyong

( Hangzhou Baowei Auto Parts Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 311228 )

The welding process of automotive sheet metal parts is the main part affecting the production of auto parts. It is also an important condition for ensuring the quality of parts production. It has the characteristics of basicity and relevance. Based on this, this paper starts from the monocular visual level, through the principle of technology integration in the welding of automotive sheet metal parts, focuses on the relevant points of technical practice design, in order to achieve the full advantage of technology and improve the welding quality of automotive sheet metal parts. purpose.

monocular vision; automotive sheet metal; part welding system design

A

1671-7988(2019)03-170-02

U467

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1671-7988(2019)03-170-02

U467

彭小勇（1986.11-），男，江西省上饶市，本科，现就职于杭州宝伟汽车零部件有限公司。研究方向或专业：焊接技术与工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.03.056