弧焊機(jī)器人多信息質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、為了克服在機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對(duì)焊接質(zhì)量的影響,提高弧焊機(jī)器人智能化水平和工作的可靠性,實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊接質(zhì)量實(shí)時(shí)控制,這就要求機(jī)器人能夠?qū)附淤|(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。 為此,本文提出了一種基于弧焊機(jī)器人的多信息質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由視覺傳感系統(tǒng)和溫度檢測(cè)系統(tǒng)組成。為了解決弧光干擾問題,將窄帶濾光片、減光片和玻璃片組成的光學(xué)系統(tǒng),置于導(dǎo)光通路中,構(gòu)成傳感系統(tǒng)的前置光路部分。與此同時(shí),還加入了脈沖觸發(fā)電路,控制

2、傳感系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集時(shí)刻,進(jìn)一步避開電弧干擾。 對(duì)熔池圖像處理算法本文也進(jìn)行了深入的研究,設(shè)計(jì)了一套行之有效的圖像處理方法。通過對(duì)原始圖像進(jìn)行分析,首先采用自適應(yīng)維納濾波算法對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理,然后運(yùn)用Otsu閾值法,選擇最優(yōu)閾值對(duì)圖像進(jìn)行二值化。在熔池圖像后處理中,采用二值形態(tài)學(xué)方法,對(duì)圖像先后進(jìn)行腐蝕、去除小面積物體和膨脹操作。最后,運(yùn)用Prewit邊緣檢測(cè)t算子,提取完整清晰的熔池邊緣。 為了描述熔池形狀,本文采用了

3、簡(jiǎn)單有效的特征參數(shù),即熔池形狀由熔池半長(zhǎng)L、最大寬度W、熔池后拖角θ和熔池面積S來確定。對(duì)邊緣提取后的圖像進(jìn)行掃描,得到所需的熔池特征參數(shù)的像素值,對(duì)視覺傳感系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定將像素值轉(zhuǎn)化為實(shí)際的物理量。 本文還針對(duì)弧焊溫度場(chǎng)的特點(diǎn),討論了輻射測(cè)溫所應(yīng)采取的方法及波長(zhǎng)選取原則。根據(jù)Kramers-Unsold理論得到電弧等離子體輻射強(qiáng)度公式,建立電弧輻射模型,利用電弧干擾對(duì)測(cè)溫的信噪比公式,從測(cè)溫儀的角度、波長(zhǎng)和電弧有效溫度三方面對(duì)近