微細焊縫的視覺圖像處理與跟蹤.pdf

1、微細焊縫主要應(yīng)用于激光焊接領(lǐng)域,具有特征窄、對焊接質(zhì)量要求高、對焊接速度要求苛刻等特點。在滿足這些要求的同時,獲得良好的焊接質(zhì)量是一個重要的研究課題。其中,如何確保焊接機器人準確識別微細焊縫,并帶動焊槍自動精確對準焊縫已經(jīng)成為焊接領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而,目前,行業(yè)中主要利用昂貴的電氣和機械定位系統(tǒng)來保證,但是這種方法不但成本高昂,而且對焊縫環(huán)境變化的適應(yīng)性差,不適用于復雜形狀焊縫,而且對焊接環(huán)境中出現(xiàn)的各種誤差和變形缺乏魯棒性,越來越

2、不能滿足智能化焊接的要求。
　　因此,本文將機器視覺技術(shù)融入到針對薄板微細焊縫連續(xù)焊接激光焊接生產(chǎn)線中。針對激光焊機這個復雜的系統(tǒng),同時根據(jù)本文所要解決的微細焊縫的成像特點,提出基于結(jié)構(gòu)光與自然光照相結(jié)合的微細焊縫視覺檢測與跟蹤方法。設(shè)計了包括光源、鏡頭、攝像機、計算機、以及顯示單元等的視覺系統(tǒng)。
　　研究了激光焊接的微細焊縫的視覺特征提取方法。針對微細焊縫的自身特點,利用OpenCV圖像處理函數(shù)庫,探索設(shè)計了一種基于圖像形

3、態(tài)學的焊縫特征提取方法,并與傳統(tǒng)的濾波、骨架提取方法相結(jié)合,準確的得到了微細焊縫的特征點與特征直線。
　　利用攝像機成像原理與三角形特性,設(shè)計了一種改進的偏差測量方法,可方便的得到焊接過程中水平方向與豎直方向的偏差,并設(shè)計了基于圖像的視覺伺服控制系統(tǒng),從而實現(xiàn)微細焊縫的實時糾偏控制。
　　最后本文以電氣驅(qū)動的龍門架構(gòu)的機器人為平臺,設(shè)計了運動控制算法,并進行了相應(yīng)驗證性試驗,實驗結(jié)果表明,本文提出的識別與標定方法操作簡單,可