本发明涉及自动化激光焊，具体而言，涉及一种用于厚板激光焊接的焊缝跟踪方法及智能焊接设备。
背景技术：
1、激光焊接利用高能量激光辐射作为热源，激光束通过光学元件引导，投射在工件焊接接头部分，使其熔化形成特定熔池进行焊接。激光焊接可以形成狭窄而精确的焊缝，热影响区和变形较小。
2、对于厚板焊接，存在热变形大、焊缝质量控制难度大、焊接效率低等问题，而将激光焊接与计算机控制融合应用于厚板焊接中，可以充分的解决厚板焊接存在的上述问题。
3、而一般利用计算机控制激光束在厚板上的投射位置，以具有视觉传感器的智能焊接机器人形式，对厚板进行自动化激光焊接加工作业。激光焊接时焊接位置精度要求高，厚板上的焊接接头必须要在激光束聚焦区域内。激光焊接能够利用计算机以自动化形式提供高精度、可重复的焊接过程。激光焊接厚板的高质量重复焊接时，需要提供精确的焊接接头位置。
4、在激光焊接厚板之前，需要对厚板的焊接接头进行定位。对于不开坡口的厚板焊接接头，如间隙0.1-0.05mm的厚板，受视觉传感器自身结构特点限制，难以直接识别到厚板的焊接接头位置。使得视觉自动定位难度较大，造成智能焊接设备无法对厚板焊接接头进行有效的视觉定位和跟踪，影响智能焊接设备的厚板激光焊接质量。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是，如何使智能焊接设备对厚板焊接接头进行有效的视觉定位和跟踪。
2、为解决上述问题，本发明提供了一种用于厚板激光焊接的焊缝跟踪方法，包括：
3、对两个拼板的对接边缘进行倒角；
4、将倒角后的两个所述拼板的对接边缘对接在一起；
5、使用线激光沿着对接边缘扫描，同时采集所述线激光在所述对接边缘及所述两个拼板上的激光条纹图像信息；
6、基于所述激光条纹图像信息，生成所述对接边缘及所述两个拼板的第一三维点云；
7、基于所述第一三维点云，提取含有倒角顶点信息的所述对接边缘处的焊接接头特征；
8、基于所述焊接接头特征，计算获得所述焊接接头的焊缝中心跟踪路径。
9、可选地，基于所述第一三维点云，提取含有倒角顶点信息的所述对接边缘处的焊接接头特征包括：
10、基于所述激光条纹图像，生成多张连续拍摄的含有激光条纹的照片；
11、依次循环计算每张所述照片中的激光条纹的二维点集，生成所述第一三维点云。
12、可选地，依次循环计算每张所述照片中的激光条纹的二维点集，生成所述第一三维点云包括：
13、s421、进行灰度阈值分割处理，使所述照片中只包含激光条纹；
14、s422、对所述照片的像素进行遍历，获得激光条纹感兴趣区域；
15、s423、基于steger算法，对照片进行亚像素特征点提取；
16、s424、从所述照片中提取激光条纹的二维点集；
17、s425、利用手眼转换矩阵，将所述二维点集转换到三维空间中，获得所述照片中激光条纹的第二三维点云；
18、s426、对多张所述照片依次执行s421至s425，生成所述第一三维点云。
19、可选地，基于所述第一三维点云，提取含有倒角顶点信息的所述对接边缘处的焊接接头特征之前包括：
20、对所述第一三维点云进行点云滤波降噪处理。
21、可选地，对所述第一三维点云进行点云滤波降噪处理包括：
22、对每张所述照片的第二三维点云进行下采样处理；
23、使用聚类分割，按照距离阈值将每张所述照片的第二三维点云分割为多个不同的点云簇；
24、去除所述多个不同的点云簇中的干扰噪点和干扰簇，提取出聚类分割结果中最大点云簇。
25、可选地，基于所述对接边缘及所述两个拼板的第一三维点云，提取所述对接边缘处的焊接接头特征包括：
26、对所述第一三维点云拟合直线，以寻找所述两个拼板的表面直线；
27、去除所述第一三维点云中的异常噪点，以获得所述焊接接头处的第三三维点云；
28、将所述第三三维点云按照与所述第一三维点云的包围盒最长轴最靠近的基坐标轴方向进行排序，以获得所述两个拼板的倒角顶点的点云。
29、可选地，去除所述第一三维点云中的异常噪点，以获得所述焊接接头处的第三三维点云包括：
30、s521、将最靠近焊缝中心的点云簇作为接头位置点云簇；
31、s522、对所述接头位置点云簇进行降噪并寻找识别端点；
32、s523、遍历全部的所述识别端点，并基于相邻的所述识别端点构成的向量夹角，筛选去除噪点；
33、s524、对所述第一三维点云重复执行s521至s523，以获得所述焊接接头处的第三三维点云。
34、可选地，将所述第三三维点云按照与所述第一三维点云的包围盒最长轴最靠近的基坐标轴方向进行排序，以获得所述两个拼板的倒角顶点的点云包括：
35、步骤s531、从所述第三三维点云中取所述基坐标轴方向上值最小点p1，纳入第一倒角点云中；
36、步骤s532、从所述第三三维点云中取所述基坐标轴方向上值最大点p2，纳入第二倒角点云中；
37、步骤s533、对所述第三三维点云依次循环执行步骤s531和步骤s532，获得完整的所述第一倒角点云和完整的所述第二倒角点云。
38、可选地，基于所述焊接接头特征，计算获得所述焊接接头的焊缝中心跟踪路径包括：
39、取包围盒最长轴向量的最大绝对值所在的坐标轴方向为排序轴，按照所述排序轴，分别对完整的所述第一倒角点云和完整的所述第二倒角点云进行排序；
40、按照所述排序轴和设定步长，对排序后的所述第一倒角点云和所述第二倒角点云计算，获得所述第一倒角点云和完整的所述第二倒角点云在所述排序轴上的坐标值；
41、拟合原点云直线，并基于所述坐标值，计算获得所述绝对值的其他坐标轴的坐标值；
42、基于所述排序轴上的坐标值和其他坐标轴的坐标值，计算获得完整的所述第一倒角点云和完整的所述第二倒角点云之间的中心点p0，获得焊缝中心点点云；
43、基于所述焊缝中心点点云，获得所述焊缝中心跟踪路径。
44、另外，本发明还提供了一种智能焊接设备，所述智能焊接设备用于执行所述的焊缝跟踪方法。
45、本发明的技术效果至少包括：
46、针对于视觉传感器难以有效识别出不开坡口的厚板焊接接头的问题，本发明中对两个拼板的对接边缘进行倒角，然后将倒角后的两个所述拼板的对接边缘对接在一起，从而便于视觉传感器识别出倒角的棱边。并且采用线激光沿着对接边缘扫描，同时采集所述线激光在所述对接边缘及所述两个拼板上的激光条纹图像信息，从而消除了视觉传感器自身结构限制，提高了视觉传感器的图像采集识别精度。然后，基于视觉传感器采集的激光条纹图像信息，生成并提取含有倒角顶点信息的所述对接边缘处的焊接接头特征。这样，基于含有倒角顶点信息，通过计算获得两个倒角之间的中心点，并基于中心点形成的连线，而获得所述焊接接头的焊缝中心跟踪路径，引导智能焊接设备进行激光焊接，从而使智能焊接设备对厚板焊接接头进行有效准确的视觉定位和跟踪，保证智能焊接设备的厚板激光焊接质量。
1.一种用于厚板激光焊接的焊缝跟踪方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，
3.根据权利要求2所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，依次循环计算每张所述照片中的激光条纹的二维点集，生成所述第一三维点云包括：
4.根据权利要求3所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，基于所述第一三维点云，提取含有倒角顶点信息的所述对接边缘处的焊接接头特征之前包括：
5.根据权利要求4所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，对所述第一三维点云进行点云滤波降噪处理包括：
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，将所述第三三维点云按照与所述第一三维点云的包围盒最长轴最靠近的基坐标轴方向进行排序，以获得所述两个拼板的倒角顶点的点云包括：
9.根据权利要求8所述的焊缝跟踪方法，其特征在于，基于所述焊接接头特征，计算获得所述焊接接头的焊缝中心跟踪路径包括：
10.一种智能焊接设备，其特征在于，所述智能焊接设备用于执行权利要求1至9中任意一项所述的焊缝跟踪方法。
