用于貨架托盤自動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)逐步實現(xiàn)焊接自動化，但在貨架行業(yè)焊接自動化水平還比較低，所以開發(fā)一種具有焊縫自動檢測以及跟蹤的自動化焊接設(shè)備意義重大。
　

2、　針對托盤式貨架，本文基于激光視覺傳感，對貨架托盤自適應焊接技術(shù)進行研究，首先設(shè)計了一套專用的激光視覺傳感器，主要包括CCD攝像機、激光器、濾光片、溫度檢測裝置以及冷卻系統(tǒng)等，利用設(shè)計好的激光視覺傳感器對焊縫圖像進行實時顯示和采集。
　　針對采集到的焊縫圖像，設(shè)計了一套適用于貨架托盤焊縫的圖像處理以及焊縫焊點識別的算法，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、圖像腐蝕圖像細化以及行掃描搜索特征提取法，能實現(xiàn)焊縫焊點

3、的自動提取，同時保持較高的圖像處理精度。
　　設(shè)計了貨架托盤自適應焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括位置機構(gòu)和姿態(tài)機構(gòu)，其中位置機構(gòu)用來實現(xiàn)焊槍移動到相應的焊點，姿態(tài)機構(gòu)決定焊槍在空間的焊接角度。
　　將攝像機進行標定，利用空間坐標轉(zhuǎn)換實現(xiàn)焊縫特征信息的空間三維建模，通過圖像坐標系、成像平面坐標系、攝像機坐標系和世界坐標系的相互轉(zhuǎn)換實現(xiàn)圖像坐標系中的焊點坐標轉(zhuǎn)換到世界坐標系的焊點坐標;利用LABVIEW和MATLAB混合編程技術(shù)實現(xiàn)焊

4、接系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計，其中MATLAB完成圖像處理部分，而LABVIEW實現(xiàn)圖像采集、空間三維建模和運動控制。在LABVIEW中基于ACTIVEX實現(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試實驗。實驗顯示，焊縫焊點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，整個系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性較高;本文設(shè)計的激光視覺傳感器在焊槍間斷工作時4個小時左右的時間內(nèi)最高