微細(xì)焊縫的視覺圖像處理與跟蹤.pdf

1、微細(xì)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(diǎn)。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(jī)器人準(zhǔn)確識別微細(xì)焊縫,并帶動焊槍自動精確對準(zhǔn)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(jī)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(fù)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(jī)器視覺技術(shù)融入到針對薄板微細(xì)焊縫連續(xù)焊接激光焊接生產(chǎn)線中。針對激光焊機(jī)這個復(fù)雜的系統(tǒng),同時根據(jù)本文所要解決的微細(xì)焊縫的成像特點(diǎn),提出基于結(jié)構(gòu)光與自然光照相結(jié)合的微細(xì)焊縫視覺檢測與跟蹤方法。設(shè)計(jì)了包括光源、鏡頭、攝像機(jī)、計(jì)算機(jī)、以及顯示單元等的視覺系統(tǒng)。
　　研究了激光焊接的微細(xì)焊縫的視覺特征提取方法。針對微細(xì)焊縫的自身特點(diǎn),利用OpenCV圖像處理函數(shù)庫,探索設(shè)計(jì)了一種基于圖像形

3、態(tài)學(xué)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(zhǔn)確的得到了微細(xì)焊縫的特征點(diǎn)與特征直線。
　　利用攝像機(jī)成像原理與三角形特性,設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)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(jì)了基于圖像的視覺伺服控制系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)微細(xì)焊縫的實(shí)時糾偏控制。
　　最后本文以電氣驅(qū)動的龍門架構(gòu)的機(jī)器人為平臺,設(shè)計(jì)了運(yùn)動控制算法,并進(jìn)行了相應(yīng)驗(yàn)證性試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文提出的識別與標(biāo)定方法操作簡單,可