焊縫視覺跟蹤系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)的自動化程度越來越高，為了保證焊接過程的精度，提高焊接工件的質(zhì)量，對焊接的自動化、智能化提出了新的要求。機器人技術(shù)、電子技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的興起和廣泛應(yīng)用，以及模糊數(shù)學和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在焊接領(lǐng)域的成功應(yīng)用，為焊縫視覺跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)提供了可能。
　　本焊縫跟蹤系統(tǒng)針對平板對接直焊縫進行設(shè)計。通過面陣CCD工業(yè)相機采集焊槍附近焊縫圖像，并將圖像傳輸?shù)接|摸工業(yè)平板電腦中，通過C++程序開發(fā)，工業(yè)電腦對采集到

2、的圖像進行單通道處理、二值化、加窗處理、hough變換及最小二乘法擬合直線等圖像處理方法，最終確定焊縫的中心位置。根據(jù)焊槍中心與攝像頭中心的距離及焊接速度確定圖像處理的延時時間，以保證實現(xiàn)“真正的焊縫跟蹤”。通過對延時記錄檢測直線位置做統(tǒng)計，使得檢測的直線位置固定，最終計算出實時偏差大小，繼而控制執(zhí)行機構(gòu)，達到對中焊縫的目的?？紤]到長直對接焊縫，為了提高生產(chǎn)效率，系統(tǒng)設(shè)計控制兩套完全相同的跟蹤設(shè)備，可以單獨或同時在被焊工件的一端或兩端施

3、焊，能夠很大程度上縮短焊接生產(chǎn)周期，同時能夠提高系統(tǒng)的柔性。
　　在工業(yè)平板電腦作為唯一控制核心的設(shè)計理念下，本文對焊縫跟蹤系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、圖像處理及執(zhí)行機構(gòu)控制等幾個方面進行了設(shè)計。在機械設(shè)計方面，采用LED燈套裝在攝像頭端部作為采集圖像的外部光源，為避免弧光干擾和飛濺對工業(yè)攝像機的干擾和損壞，設(shè)計了防護裝置;在電氣系統(tǒng)設(shè)計方面，本文完成了外圍電路及擴展PCI端口控制線路的設(shè)計;在圖像處理方面，本文采用單通道處理、二值

4、化、加窗處理、hough變換及最小二乘法擬合直線等圖像處理方法處理焊縫附近圖像，并從中提取焊縫路徑，計算出焊槍與焊縫中心線之間的位置偏差;執(zhí)行機構(gòu)中的行走和跟蹤裝置采用RS485串口驅(qū)動控制步迸電機的方式，通過工業(yè)電腦上程序設(shè)計編寫好的集成“軟按鈕”進行手動或自動控制。
　　本文通過系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、電氣系統(tǒng)設(shè)計和程序編寫等工作，實現(xiàn)了以工業(yè)平板電腦為核心的焊縫視覺跟蹤系統(tǒng)的實驗平臺的搭建，以及薄碳鋼和薄鋁板對接直焊縫的高度自動化