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)外焊縫跟蹤技術研究的現(xiàn)狀，論述了埋弧焊焊縫跟蹤技術發(fā)展及研究的趨勢，即隨著計算機技術和電子EDA技術的進一步發(fā)展，埋弧焊焊縫跟蹤的實現(xiàn)，成為研究的熱點問題。本文將弧焊機器人中的視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)應用在埋弧焊焊接工藝中，通過視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)識別不同形狀的焊縫，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，通過控制器將信號發(fā)送給執(zhí)行機構來改變焊槍的位置，使焊槍始終處于準確的焊接位置。

2、 本系統(tǒng)的驅動執(zhí)行機構選用的是伺服直流電動機，并分析了直流伺服電動機的幾種驅動電路的拓撲形式，比較了這些電路的特點后，選用了H型雙極式PWM驅動電路為伺服驅動的主電路，并根據(jù)此電路的特點，設計了一種基于FPGA的伺服控制芯片，在焊接過程中進行軌跡跟蹤的實時伺服控制。本文論述該伺服控制器實現(xiàn)的理論與并給出了實現(xiàn)的方法。該控制電路具有集成度高、控制思想易于實現(xiàn)、電路簡單、抗干擾能力強、可靠性高的特點，應用于焊縫跟蹤中的雙軸伺服執(zhí)行系

3、統(tǒng)。事實證明，該伺服控制芯片能夠對焊縫進行正確的跟蹤，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)和計算機軟件，對檢測到的弧焊區(qū)圖像進行處理來準確地識別焊縫位置，計算焊炬和實際焊縫之間的偏差，通過此偏差信號，伺服控制器來控制執(zhí)行系統(tǒng)運動進行實時跟蹤，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上，設計了焊縫跟蹤小車。該小車的伺服執(zhí)行系統(tǒng)由伺服電機來驅動，從而實現(xiàn)X-Z平面的正確跟蹤。

4、 本文對焊縫跟蹤系統(tǒng)的圖像處理環(huán)節(jié)也進行了簡單的研究、介紹。該焊縫跟蹤系統(tǒng)的人機接觸界面是在中文Windows環(huán)境下，應用程序設計語言MicrosoftVisualC++研究開發(fā)了一個焊縫圖像處理系統(tǒng)。主要利用VC++編譯環(huán)境下處理灰度BMP位圖的實現(xiàn)方法，對由CCD傳感器攝取的焊縫圖像進行處理，例如：圖像濾波、圖像輪廓跟蹤、圖像的邊緣增強、圖像的邊緣檢測以及中心線提取等。在此系統(tǒng)中利用結構光視覺焊縫定位技術獲取焊縫位置信息，可以快速實