激光視覺傳感焊縫識(shí)別與自動(dòng)跟蹤系統(tǒng).pdf

1、焊接過程是一個(gè)復(fù)雜、非線性、干擾因素較多的過程，焊接熱變形、錯(cuò)邊、咬邊以及焊縫間隙的變化等都是無法預(yù)測(cè)的，這些因素均會(huì)直接影響到焊接質(zhì)量。因此，實(shí)時(shí)焊縫糾偏可以進(jìn)一步提高焊接精度，尤其適用于焊接時(shí)易發(fā)生熱變形的焊接材料，如本文所用到的鋁合金板材。
　　本文基于省科委項(xiàng)目，以低碳鋼板、鋁合金板的焊接為背景，針對(duì)MIG（熔化極氬氣保護(hù)焊）焊接方法，對(duì)低碳鋼板、鋁合金板材的對(duì)接、搭接、角接進(jìn)行焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn)。要實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤控制，焊縫識(shí)別技

2、術(shù)是核心技術(shù)之一。本文詳細(xì)分析了影響焊縫圖像的噪聲類型及形成原因，并且介紹了圖像處理的各種方法，經(jīng)最終比較，提出了一種更加有效、精確的圖像處理方案，該方案不僅可以提高焊縫圖像處理速度，還可以提高焊縫特征點(diǎn)精確度。同時(shí)，對(duì)焊接過程中所采集到焊縫圖像進(jìn)行分析，影響其圖像質(zhì)量的主要因素有焊接飛濺以及焊接過程中所產(chǎn)生的弧光，為了盡可能降低焊接飛濺以及弧光對(duì)圖像質(zhì)量的影響，本文提出了在CCD攝像機(jī)前加特征波長的濾光片，同時(shí)采用遮光板對(duì)焊接飛濺以及

3、弧光進(jìn)行遮擋。除此之外，在圖像處理時(shí)也增加了濾波運(yùn)算。
　　本課題采用實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的焊縫跟蹤裝置，來實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)識(shí)別以及跟蹤控制。在開焊縫跟蹤以及不開焊縫跟蹤的情況下，分別針對(duì)厚度在3～20mm范圍內(nèi)、坡口寬度在2～15mm范圍內(nèi)的低碳鋼板、鋁合金板在搭接、角接、對(duì)接形式下，采用VC++6.0圖像處理軟件，提取焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡坐標(biāo)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理對(duì)比分析可以得知，在開焊縫跟蹤的情況下，焊槍在水平方向上始終圍繞焊縫中心上下波動(dòng)，焊

4、槍運(yùn)動(dòng)偏差保持在±0.69mm內(nèi)。同時(shí)，在開焊縫跟蹤的情況系，針對(duì)不同厚度低碳鋼板、鋁合金板在不同接頭形式下進(jìn)行了實(shí)際焊接，焊成形良好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫跟蹤系統(tǒng)檢測(cè)精度達(dá)到了±0.69mm。并且在使用焊縫跟蹤系統(tǒng)對(duì)焊縫進(jìn)行跟蹤焊接過程中，其焊縫成形效果及焊縫質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于不使用該系統(tǒng)直接進(jìn)行焊接的焊縫質(zhì)量。除此之外，該焊縫跟蹤系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)進(jìn)行焊縫錯(cuò)邊自動(dòng)檢測(cè)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，焊縫錯(cuò)邊檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)精度和靈敏度均滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，檢測(cè)精度可達(dá)