基于CCD圖像處理的焊縫跟蹤控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文首先簡(jiǎn)要介紹了埋弧焊焊縫跟蹤發(fā)展的歷程及國內(nèi)外焊縫跟蹤技術(shù)研究的現(xiàn)狀，論述了埋弧焊焊縫跟蹤技術(shù)發(fā)展及研究的趨勢(shì)，即隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子EDA技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，埋弧焊焊縫跟蹤的實(shí)現(xiàn)，成為研究的熱點(diǎn)問題。本文將弧焊機(jī)器人中的視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用在埋弧焊焊接工藝中，通過視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)識(shí)別不同形狀的焊縫，在焊接過程中通過它來判斷焊槍和工藝所要求焊縫位置的偏移量，通過控制器將信號(hào)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)來改變焊槍的位置，使焊槍始終處于準(zhǔn)確的焊接位置。

2、 本系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選用的是伺服直流電動(dòng)機(jī)，并分析了直流伺服電動(dòng)機(jī)的幾種驅(qū)動(dòng)電路的拓?fù)湫问剑容^了這些電路的特點(diǎn)后，選用了H型雙極式PWM驅(qū)動(dòng)電路為伺服驅(qū)動(dòng)的主電路，并根據(jù)此電路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的伺服控制芯片，在焊接過程中進(jìn)行軌跡跟蹤的實(shí)時(shí)伺服控制。本文論述該伺服控制器實(shí)現(xiàn)的理論與并給出了實(shí)現(xiàn)的方法。該控制電路具有集成度高、控制思想易于實(shí)現(xiàn)、電路簡(jiǎn)單、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高的特點(diǎn)，應(yīng)用于焊縫跟蹤中的雙軸伺服執(zhí)行系

3、統(tǒng)。事實(shí)證明，該伺服控制芯片能夠?qū)缚p進(jìn)行正確的跟蹤，具有一定的可行性。焊縫圖像由線陣CCD攝像系統(tǒng)攝取，通過圖像采集系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)軟件，對(duì)檢測(cè)到的弧焊區(qū)圖像進(jìn)行處理來準(zhǔn)確地識(shí)別焊縫位置，計(jì)算焊炬和實(shí)際焊縫之間的偏差，通過此偏差信號(hào)，伺服控制器來控制執(zhí)行系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，從而有效地提高焊縫跟蹤精度。 在普通的埋弧焊焊接小車的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了焊縫跟蹤小車。該小車的伺服執(zhí)行系統(tǒng)由伺服電機(jī)來驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)X-Z平面的正確跟蹤。

4、 本文對(duì)焊縫跟蹤系統(tǒng)的圖像處理環(huán)節(jié)也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究、介紹。該焊縫跟蹤系統(tǒng)的人機(jī)接觸界面是在中文Windows環(huán)境下，應(yīng)用程序設(shè)計(jì)語言MicrosoftVisualC++研究開發(fā)了一個(gè)焊縫圖像處理系統(tǒng)。主要利用VC++編譯環(huán)境下處理灰度BMP位圖的實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)由CCD傳感器攝取的焊縫圖像進(jìn)行處理，例如：圖像濾波、圖像輪廓跟蹤、圖像的邊緣增強(qiáng)、圖像的邊緣檢測(cè)以及中心線提取等。在此系統(tǒng)中利用結(jié)構(gòu)光視覺焊縫定位技術(shù)獲取焊縫位置信息，可以快速實(shí)