面向高速MAG焊的双靶面焊缝跟踪系统关键技术研究

发布时间：2020-11-01 03:32

　　 在焊接领域,机器人焊接技术已经逐步取代了手工焊接的位置。随着视觉技术在焊接上的应用,出现了焊缝跟踪技术,使得机器人焊接更加智能,更加高效。在焊缝跟踪系统中,应用最多的是基于线结构光的前置式焊缝跟踪技术,而焊接过程中,焊渣的喷溅、弧光和机械震动都会对视觉传感产生严重的影响,从而造成焊接的误差,且误差难以剔除。本文对前置式焊缝跟踪技术做了初步研究,并在此基础上增加了对熔池的成像。利用数字图像处理技术分别对焊缝以及熔池图像进行处理,得出焊缝中心坐标和熔池中心坐标,从而达到自适应、高精度焊接的目的。本文首先介绍了焊接移动平台的搭建,并根据需要进行了器件的选型。运动控制选用了固高运动控制卡、伺服电机及其驱动器;视觉成像装置选择了CMOS工业相机以及镜头,根据弧光特性选择了650nm波长的线激光器与650nm波长的窄带滤光片;焊接装置选择了MAG高精密焊接设备,并搭建了焊接实验平台。通过对视觉系统进行标定,建立了视觉系统与运动系统之间的坐标转换关系。针对现有的棋盘格标定方法中最外层角点坐标提取误差较大的问题,提出了最外层角点剔除算法,并利用张正友标定算法对标定参数进行求解,得到了相机的内参与外参。通过使用双靶面成像装置对焊缝以及熔池进行成像,对焊缝图像以及熔池图像进行图像处理操作,得出焊缝中心坐标和熔池中心坐标。利用焊缝中心坐标指引焊枪焊接,利用熔池中心坐标对焊枪焊接进行纠偏,焊接精度达到了0.5mm,满足高精度焊接的需求。采用C#与HALCON结合的方式作为软件平台。HALCON是图像处理算法设计平台,在HALCON上对图像处理算法进行设计,并生成C#调用文件。C#作为系统主体平台,可进行页面设计,并通过调用HALCON生成的文件,进而调用图像处理算法。结合C#与HALCON进行软件品台的搭建,验证实验的可靠性与准确性。
【学位单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG409;TP391.41
【部分图文】：

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第一章 绪论认为是信号处理和图像分析在数学领域的突破，随后 Mallat[4用于对图像的分解和重构中，促使了图像处理技术的迅猛发展机技术的迅速发展以及相关体系的逐步完善，使数字图像处理普遍、高效、实时以及多样，并在更多的领域中，尤其是在生应用，如车牌识别、指纹识别、人脸识别[43]等。
【参考文献】

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1 卢英;王慧琴;佟威;李俊杰;;基于Harris-张正友平面标定法的摄像机标定算法[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);2014年06期

2 高延峰;肖建华;;基于焊枪倾角信息融合的弯曲焊缝轨迹跟踪[J];焊接学报;2014年12期

3 方露;段培培;李璨;蔡李想;王军;;恶劣天气情况下的数字图像处理技术[J];中国科技信息;2014年16期

4 王广权;许艳霞;;新时期焊接中计算机视觉传感技术的应用分析[J];通讯世界;2014年13期

5 李朋;张汉博;杨晓杰;;低飞溅高速MAG焊接技术[J];电焊机;2014年05期

6 禹旺勋;王爱菊;刘云涛;;基于主动视觉的摄像机线性自标定方法[J];价值工程;2013年22期

7 张耀华;;手工焊接技术与技巧[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2013年08期

8 郗峰波;符治;李晴;杨文;;CO_2气保焊药芯焊丝堆焊不锈钢评定试验[J];现代焊接;2011年07期

9 都东;邹怡蓉;常保华;;焊接视觉传感及自动跟踪技术的现状与发展[J];航空制造技术;2010年09期

10 许燕玲;林涛;陈善本;;焊接机器人应用现状与研究发展趋势[J];金属加工(热加工);2010年08期

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1 毕齐林;大构件折线角焊缝前置—直视双视觉监测跟踪[D];华南理工大学;2014年

2 欧凡;机器视觉人脸识别若干关键问题研究[D];大连理工大学;2011年

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1 苗雨;Q345船舶钢激光-MAG复合焊及激光填丝焊工艺试验研究[D];南京理工大学;2016年

2 吴瑞;基于视觉的弧焊机器人焊缝跟踪系统控制研究[D];广西科技大学;2015年

3 杨爽;基于圆形特征的摄像机标定方法的研究[D];沈阳工业大学;2012年

4 蔡安野;基于双目视觉的非接触式指纹三维重建[D];哈尔滨工业大学;2010年

本文编号：2864974