基于激光視覺的焊縫跟蹤系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、隨著智能制造在國家層面的提出，自動化和智能化將成為未來工業(yè)的發(fā)展方向。焊接是工業(yè)生產(chǎn)中一種非常重要的加工手段，實(shí)現(xiàn)焊接自動化，是焊接技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。機(jī)器視覺技術(shù)將圖像處理算法應(yīng)用到檢測領(lǐng)域，極大地提高了檢測精度。將機(jī)器視覺技術(shù)與焊接技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)時檢測焊縫，可以提高工作效率和焊接質(zhì)量，避免焊接過程中產(chǎn)生的弧光、煙塵對人體的傷害，降低焊接工人的勞動強(qiáng)度。本文針對自動焊接系統(tǒng)存在實(shí)時性低，適用性低，焊接精度低等不足，設(shè)計(jì)了一種基于激光

2、視覺的焊縫跟蹤系統(tǒng)。將線激光發(fā)射到焊接工件表面形成激光條紋，相機(jī)采集焊縫圖像，通過圖像處理算法檢測激光條紋中的焊縫信息，識別焊縫特征點(diǎn)，保證焊槍時刻處于正確的焊接位置。
　　對激光視覺系統(tǒng)的硬件組成進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)際需求選擇相應(yīng)的型號。對視覺系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，得到世界坐標(biāo)系、相機(jī)坐標(biāo)系、圖像坐標(biāo)系與成像平面坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲取相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，并消除相機(jī)的畸變，提高焊縫圖像的質(zhì)量。進(jìn)行手眼標(biāo)定，得到相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人末端坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)

3、換矩陣。
　　使用高斯濾波器和直方圖均衡化處理焊縫圖像，減少圖像中的噪聲信息，增強(qiáng)激光條紋信息。采用局部自適應(yīng)閾值分割對圖像進(jìn)行分割，得到二值圖像，將激光條紋信息和背景分離。結(jié)合改進(jìn)的上下平均法和Hough變換初步提取激光條紋的中心線?；谧钚《朔ǖ玫綔?zhǔn)確的中心線方程，聯(lián)立方程求解交點(diǎn)，得到焊縫特征點(diǎn)。
　　根據(jù)焊縫跟蹤系統(tǒng)的工作流程，結(jié)合MFC、OpenCV、Halcon混合開發(fā)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)人機(jī)界面友好。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，