用于貨架托盤自動(dòng)化焊接的焊縫視覺跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、托盤式貨架廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)、第三方物流和配送中心等領(lǐng)域，主要由型鋼焊接的貨架片（帶托盤），通過水平、垂直拉桿以及橫梁等構(gòu)件聯(lián)接而成，所以焊接工藝是其最主要的制造工藝之一。但由于焊縫數(shù)量多、手工焊接精度不高、焊接環(huán)境惡劣、人工焊接成本較高等因素，傳統(tǒng)的手工焊接已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。雖然在很多工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)逐步實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化，但在貨架行業(yè)焊接自動(dòng)化水平還比較低，所以開發(fā)一種具有焊縫自動(dòng)檢測(cè)以及跟蹤的自動(dòng)化焊接設(shè)備意義重大。
　

2、　針對(duì)托盤式貨架，本文基于激光視覺傳感，對(duì)貨架托盤自適應(yīng)焊接技術(shù)進(jìn)行研究，首先設(shè)計(jì)了一套專用的激光視覺傳感器，主要包括CCD攝像機(jī)、激光器、濾光片、溫度檢測(cè)裝置以及冷卻系統(tǒng)等，利用設(shè)計(jì)好的激光視覺傳感器對(duì)焊縫圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和采集。
　　針對(duì)采集到的焊縫圖像，設(shè)計(jì)了一套適用于貨架托盤焊縫的圖像處理以及焊縫焊點(diǎn)識(shí)別的算法，該算法主要包括圖像灰度轉(zhuǎn)化、圖像中值濾波、圖像閾值分割、圖像腐蝕圖像細(xì)化以及行掃描搜索特征提取法，能實(shí)現(xiàn)焊縫焊點(diǎn)

3、的自動(dòng)提取，同時(shí)保持較高的圖像處理精度。
　　設(shè)計(jì)了貨架托盤自適應(yīng)焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括位置機(jī)構(gòu)和姿態(tài)機(jī)構(gòu)，其中位置機(jī)構(gòu)用來(lái)實(shí)現(xiàn)焊槍移動(dòng)到相應(yīng)的焊點(diǎn)，姿態(tài)機(jī)構(gòu)決定焊槍在空間的焊接角度。
　　將攝像機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，利用空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)焊縫特征信息的空間三維建模，通過圖像坐標(biāo)系、成像平面坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的相互轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)圖像坐標(biāo)系中的焊點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到世界坐標(biāo)系的焊點(diǎn)坐標(biāo);利用LABVIEW和MATLAB混合編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)焊

4、接系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì)，其中MATLAB完成圖像處理部分，而LABVIEW實(shí)現(xiàn)圖像采集、空間三維建模和運(yùn)動(dòng)控制。在LABVIEW中基于ACTIVEX實(shí)現(xiàn)與MATLAB的混合編程，通過使用MATLAB腳本調(diào)用圖像處理程序。
　　最后開展基本性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)顯示，焊縫焊點(diǎn)特征提取的誤差大約在0.66mm左右，焊縫跟蹤的最大誤差大概在3.5mm，整個(gè)系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性較高;本文設(shè)計(jì)的激光視覺傳感器在焊槍間斷工作時(shí)4個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間內(nèi)最高