对基于单目视觉的汽车钣金零件焊接系统设计分析

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。