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《河北工业大学》 2013年
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焊接机器人焊缝信息视觉检测系统研究

王璇  
【摘要】:焊接技术的自动化、柔性化和智能化是提高焊接质量、提高生产效率、降低制造成本的保证。采用机器人焊接已经成为焊接技术自动化的主要标志。由于视觉传感器为非接触测量,可获得的信息量大,具有强灵敏度、高精度和强抗干扰能力等优点,已成为焊接机器人的必然发展趋势。要实现焊缝自动跟踪控制,焊缝信息视觉检测技术是其中的核心技术。目前焊缝视觉跟踪仍存在实时性不强、智能性不高、存在导前误差等应用性难题。因此开发一种智能化高、抗干扰能力强、处理速度快、能够减小导前误差的焊缝信息视觉检测系统是十分必要的。 本文主要完成以下几方面内容: 针对视觉传感系统的各种干扰因素对图像的影响及视觉传感器体积较大的问题,研制结构光视觉传感器,对视觉传感器硬件进行选型,对光路和结构进行设计,减小视觉传感器体积,并且滤除因工件反光产生的干扰,提高其抗干扰能力。 针对焊缝跟踪系统输入量为实际值这一特点,对该视觉检测系统进行标定,主要包括摄像机标定、手眼标定和结构光标定,建立从二维图像中获取三维实际坐标的关系。 针对具有强干扰的结构光焊缝图像,深入研究各种处理方法,采用基于背景校正的方法改进最大类间方差阈值分割法,并与中值滤波、孤点滤波等处理方法组成针对具有强干扰的焊缝图像预处理组合方法,能够快速准确地提取出焊缝信息。经过大量实验证明,该图像处理方法处理一幅537(H)×597(V)图像的时间不大于25ms,完全能够满足焊缝跟踪的实时性要求。 针对焊缝视觉跟踪存在导前误差的问题,采用了一种拟合焊枪前后一段距离内焊缝路径的方法来减小导前误差。经大量实验证明,此方法精度较高,能够有效的减小导前误差。 采用LabVIEW和Matlab混合编制了一套基于结构光视觉传感器的焊缝信息检测系统,系统人机界面友好。实验表明,该检测系统检测精度高、处理速度快。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP242

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