基于激光視覺(jué)的攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)研究.pdf

1、攪拌摩擦焊作為一種新型的固相焊接技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高強(qiáng)度鋁合金焊接中。然而，由于攪拌摩擦焊焊接過(guò)程中頂鍛力及軸肩旋轉(zhuǎn)摩擦力的存在，在焊接時(shí)需要對(duì)待焊件進(jìn)行裝夾，而夾具對(duì)工件產(chǎn)生的裝夾力通常都比較大，很容易導(dǎo)致待焊工件變形，使實(shí)際焊縫偏離理論位置，所以在攪拌摩擦焊中進(jìn)行焊縫跟蹤非常必要。同時(shí)，隨著智能制造理念的提出，基于焊縫跟蹤技術(shù)的攪拌摩擦焊自動(dòng)化與智能化也將成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)?；诖耍疚拈_(kāi)發(fā)了一套適用于攪拌摩擦焊的

2、焊縫跟蹤系統(tǒng)。
　　首先針對(duì)攪拌摩擦焊焊縫檢測(cè)對(duì)于傳感模塊測(cè)量精度的要求，本文選用CMOS面陣傳感器和650nm半導(dǎo)體激光器組成結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感模塊，測(cè)量模型為傳感器軸線垂直于待焊件而激光結(jié)構(gòu)光發(fā)生器斜置，經(jīng)過(guò)與其他測(cè)量模型對(duì)比分析得出，該測(cè)量模型中傳感器的高度方向分辨率最高且整體結(jié)構(gòu)較緊湊，測(cè)量結(jié)果表明，當(dāng)傳感模塊處于工作位置時(shí)高度方向分辨率可達(dá)0.0781 mm/pixel。
　　分析了標(biāo)定尺標(biāo)定法的基本原理，并利用該標(biāo)定

3、方法對(duì)視覺(jué)傳感模塊進(jìn)行了實(shí)際標(biāo)定，得到了視覺(jué)傳感模塊的初始標(biāo)定參數(shù)，最后利用非線性最小化模型對(duì)初始標(biāo)定參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了標(biāo)定參數(shù)的精度。
　　設(shè)計(jì)了基于OPC技術(shù)的通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)應(yīng)用軟件和機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換，該種通訊模式無(wú)需通訊板卡，使用方便而且抗干擾能力強(qiáng)。
　　利用LabVIEW2011實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)軟件主程序的編程，對(duì)于軟件中前置距離的處理，本文采用了“坐標(biāo)存儲(chǔ)-坐標(biāo)讀取-坐標(biāo)對(duì)比”的方法，而對(duì)于軟件中

4、焊縫圖像的處理，本文詳細(xì)研究了圖像處理流程中的處理算法，設(shè)計(jì)出了具有圖像預(yù)處理、圖像二值化、焊縫骨架提取以及焊縫特征提取等功能的圖像處理模塊，同時(shí)軟件還具有焊縫跟蹤軌跡平滑功能。
　　最后設(shè)計(jì)了基于所開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)并提出了一種焊縫跟蹤效果評(píng)估方法，在設(shè)定的試驗(yàn)參數(shù)下分別進(jìn)行了斜直線焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)、折線焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)以及曲線焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，以最大偏差值評(píng)估系統(tǒng)的焊縫跟蹤效果，則斜直線焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)中的跟蹤效果