对于机器视觉的枪式微型电阻焊接系统设计与应用

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42013年4月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueApr．2013文章编号：1001—2265(2013)04—0086—03基于机器视觉的枪式微型电阻焊接系统设计与应用乔凤斌，张松，郭立杰(上海航天设备制造总厂，上海200245)摘要：基于机器视觉在工业上的广泛应用，通过采用CCD视觉传感器在焊前采集焊点的图像信息来确定焊点的像素坐标，并将其转换为实际的空间位置坐标，然后控制焊枪移动到焊点的正上方．达到自动焊接的目的。该焊接系统的研制对实现太阳电池阵

2、的高效自动化组装和焊接，提高太阳电池阵焊点的承载能力、极端温度下的力学性能、可靠性、导电性等具有重要意义。关键词：太阳电池；电阻焊接；机器视觉；焊点识别中图分类号：TH16；TG65文献标识码：ADesignandApplicationofGunTypeMicroResistanceWeldingSystemBasedonMachineVisionQIAOFeng—bin，ZHANGSong，GUOLi-jie(ShanghaiAerospaceManufacture(Group)Co．，Ltd，Shanghai200245，China)Abstrac

3、t：Machinevisionhasabroadandimportantapplicationsinindustry，usingCCDvisualsensorcollectionthespotinformationinwelding，therebydeterminingthesolderjointpixelcoordinates，andconvenedtotheactualspatialcoordinates，andthencontroltheweldingtorchismovedtothetopspot，achievingthepurposeofau

4、tomaticwelding．Theweldingsystemforsolararrayeficientautomatedas—semblyandwelding，whichimprovedthesolararraysolderjointbearingcapacity，extremetemperaturemechanicsperformance，reliability，conductiveandhastheimportantsignificance．Keywords：solarcell；resistancewelding；machinevision；so

5、lderjointrecognition卡、工控机、焊接电源及辅助设备、西门子的PLC、步0引言进电机、步进电机驱动器以及PLC与驱动器的接口太阳电池制造的可靠性很大程度上决定了航天电路、执行机构等组成。图像采集设备可通过触发活动的成败和航天器寿命。目前的太阳电池组件的采集或连续采集，把目标对象的光学特性变成二维电路连接制造主要采用传统的锡铅钎焊工艺，采用信息的电信号，然后经过数据采集卡或采集设备本手工焊接导线、电池组件和元器件；一方面，焊接劳身所带的取样和量化功能，将其转化成数字图像。动强度大(一片普通尺寸太阳电池阵即有上千焊之后，计算机对数字图像进

6、行处理，包括图像的预处点)、焊点质量不稳定、焊后检验手段缺乏；另一方理、图像增强、图像分割、特征提取等一系列步骤，最面，太空温度变化剧烈，含铅焊点容易发生低温脆化后通过图像分析进行测量和判断。而更容易导致焊点破坏¨。舍弃锡铅钎料的添加而采用电阻点焊的方法，通过采用视觉传感器在焊前采集焊点的图像信息，并将其通过图像处理功能转换为实际的空间坐标，在施焊时控制焊枪按照行走路径进行自动焊接，实现太阳电池阵的高效自动化组装和焊接，将大大提高太阳电池阵焊点的承载能力、极端温度下的力学性能、可靠性、导电性等，并且也将大大提高太阳电图1控制系统原理图池阵的制造效率。在

7、焊接开始之前，系统CCD视觉传感器沿焊件表面扫描，形成二维图像，选取焊点的信息特征，通1系统原理过图像处理获得焊点的像素坐标，并转换为实际空整个控制系统的原理组成框图如图1所示，主间坐标，记录路径到后台数据库中，同时通过串口通要由CCD(ChargeCoupledDevice)视觉传感器、采集讯，PLC控制器得到数据，从而控制焊枪移动到焊点收稿日期：2012—09—10；修回日期：2012一l0—28作者简介：乔凤斌(1975一)，男，高级工程师，工学博士，主要从事机电系统设计研究与应用等，(E