焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著現(xiàn)代焊接技術(shù)的發(fā)展，焊接生產(chǎn)的自動(dòng)化程度越來(lái)越高，為了保證焊接過(guò)程的精度，提高焊接工件的質(zhì)量，對(duì)焊接的自動(dòng)化、智能化提出了新的要求。機(jī)器人技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的興起和廣泛應(yīng)用，以及模糊數(shù)學(xué)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在焊接領(lǐng)域的成功應(yīng)用，為焊縫視覺(jué)跟蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。
　　本焊縫跟蹤系統(tǒng)針對(duì)平板對(duì)接直焊縫進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)面陣CCD工業(yè)相機(jī)采集焊槍附近焊縫圖像，并將圖像傳輸?shù)接|摸工業(yè)平板電腦中，通過(guò)C++程序開(kāi)發(fā)，工業(yè)電腦對(duì)采集到

2、的圖像進(jìn)行單通道處理、二值化、加窗處理、hough變換及最小二乘法擬合直線(xiàn)等圖像處理方法，最終確定焊縫的中心位置。根據(jù)焊槍中心與攝像頭中心的距離及焊接速度確定圖像處理的延時(shí)時(shí)間，以保證實(shí)現(xiàn)“真正的焊縫跟蹤”。通過(guò)對(duì)延時(shí)記錄檢測(cè)直線(xiàn)位置做統(tǒng)計(jì)，使得檢測(cè)的直線(xiàn)位置固定，最終計(jì)算出實(shí)時(shí)偏差大小，繼而控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，達(dá)到對(duì)中焊縫的目的?？紤]到長(zhǎng)直對(duì)接焊縫，為了提高生產(chǎn)效率，系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制兩套完全相同的跟蹤設(shè)備，可以單獨(dú)或同時(shí)在被焊工件的一端或兩端施

3、焊，能夠很大程度上縮短焊接生產(chǎn)周期，同時(shí)能夠提高系統(tǒng)的柔性。
　　在工業(yè)平板電腦作為唯一控制核心的設(shè)計(jì)理念下，本文對(duì)焊縫跟蹤系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)、圖像處理及執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制等幾個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，采用LED燈套裝在攝像頭端部作為采集圖像的外部光源，為避免弧光干擾和飛濺對(duì)工業(yè)攝像機(jī)的干擾和損壞，設(shè)計(jì)了防護(hù)裝置;在電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，本文完成了外圍電路及擴(kuò)展PCI端口控制線(xiàn)路的設(shè)計(jì);在圖像處理方面，本文采用單通道處理、二值

4、化、加窗處理、hough變換及最小二乘法擬合直線(xiàn)等圖像處理方法處理焊縫附近圖像，并從中提取焊縫路徑，計(jì)算出焊槍與焊縫中心線(xiàn)之間的位置偏差;執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的行走和跟蹤裝置采用RS485串口驅(qū)動(dòng)控制步迸電機(jī)的方式，通過(guò)工業(yè)電腦上程序設(shè)計(jì)編寫(xiě)好的集成“軟按鈕”進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)控制。
　　本文通過(guò)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序編寫(xiě)等工作，實(shí)現(xiàn)了以工業(yè)平板電腦為核心的焊縫視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，以及薄碳鋼和薄鋁板對(duì)接直焊縫的高度自動(dòng)化