基于圓形激光掃描視覺傳感器的焊縫檢測系統(tǒng).pdf

1、焊接過程的自動化與智能化已經(jīng)成為焊接行業(yè)發(fā)展的趨勢。傳統(tǒng)的示教再現(xiàn)型焊接機器人對焊接作業(yè)條件的穩(wěn)定性及精度要求十分嚴格，對于每一項焊接任務都需要嚴格準確的示教，這不僅增加了工人的勞動強度，而且對復雜形狀的焊縫編程效率較低，不能對焊接動態(tài)過程實現(xiàn)實時檢測控制。裝配誤差、焊接應力和變形都能引起焊縫位置相對于機器人預先給定位置的變化，而通常機器人并不能識別這種接頭位置的變化。這種情況下，通常使用焊縫定位跟蹤傳感器來識別和跟蹤焊縫位置的變化，并

2、將焊縫的位置信息和偏差信息傳送給機器人。 本文采用主動光源檢測技術，構建了基于激光視覺傳感器的焊縫檢測系統(tǒng)。首先開發(fā)了圓形激光掃描傳感器，建立了激光錐面數(shù)學模型，推導了該系統(tǒng)的三維檢測原理。開發(fā)基于Labview的軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)圖像采集,并對采集的圖像進行處理,識別焊縫特征點，獲得焊縫的圖像坐標,根據(jù)檢測原理，將特征點圖像坐標轉化為世界坐標。 為克服傳統(tǒng)的點狀或線條狀激光視覺傳感器信息量少、解釋模糊以及跟蹤方向單一等問

3、題，本文開發(fā)了圓形激光掃描傳感器，激光二極管發(fā)射激光，通過由電動機帶動的由正負透鏡組成的透鏡體，投射到待焊工件表面形成圓形激光軌跡。 針對帶有一階徑向畸變的透射投影成像模型，對傳統(tǒng)的兩步法攝像機標定技術進行了改進，設計了一種線性標定攝像機內外參數(shù)的簡便算法，該算法首先對部分內參數(shù)預標定，然后根據(jù)成像過程的RAC (Radial alignment constraint，徑向排列約束)關系，只需要采用最小二乘法解超定線性方程組就可

4、以得到全部參數(shù)，避免了解非線性方程組及參數(shù)優(yōu)化的復雜過程。采用激光法（光學法）標定攝像機成像主點位置，并采用求圖像光斑質心的方法對實驗結果進行處理。實驗結果表明該方法的標定精度較高，并且不受其他參數(shù)標定的影響。 分析了結構光三維測量原理。針對圓形激光掃描三維測量系統(tǒng)，建立結構光錐面方程的數(shù)學模型；確定錐形方程的待標定參數(shù)。設計了結構光錐面的標定方法，通過采集位于錐面上的標定點，建立了攝像機坐標下的結構光錐面方程。 在對圖