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激光視覺傳感焊縫識別與自動跟蹤系統(tǒng)

發(fā)布時間:2017-11-19 08:12

  本文關(guān)鍵詞:激光視覺傳感焊縫識別與自動跟蹤系統(tǒng)


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【摘要】:焊接過程是一個復(fù)雜、非線性、干擾因素較多的過程,焊接熱變形、錯邊、咬邊以及焊縫間隙的變化等都是無法預(yù)測的,這些因素均會直接影響到焊接質(zhì)量。因此,實時焊縫糾偏可以進一步提高焊接精度,尤其適用于焊接時易發(fā)生熱變形的焊接材料,如本文所用到的鋁合金板材。本文基于省科委項目,以低碳鋼板、鋁合金板的焊接為背景,針對MIG(熔化極氬氣保護焊)焊接方法,對低碳鋼板、鋁合金板材的對接、搭接、角接進行焊縫跟蹤實驗。要實現(xiàn)焊縫跟蹤控制,焊縫識別技術(shù)是核心技術(shù)之一。本文詳細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精確度。同時,對焊接過程中所采集到焊縫圖像進行分析,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圖像質(zhì)量的影響,本文提出了在CCD攝像機前加特征波長的濾光片,同時采用遮光板對焊接飛濺以及弧光進行遮擋。除此之外,在圖像處理時也增加了濾波運算。本課題采用實驗室自主研發(fā)的焊縫跟蹤裝置,來實現(xiàn)焊縫的自動識別以及跟蹤控制。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、對接形式下,采用VC++6.0圖像處理軟件,提取焊槍運動軌跡坐標。經(jīng)過實驗數(shù)據(jù)處理對比分析可以得知,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,焊槍運動偏差保持在±0.69mm內(nèi)。同時,在開焊縫跟蹤的情況系,針對不同厚度低碳鋼板、鋁合金板在不同接頭形式下進行了實際焊接,焊成形良好。實驗結(jié)果表明,焊縫跟蹤系統(tǒng)檢測精度達到了±0.69mm。并且在使用焊縫跟蹤系統(tǒng)對焊縫進行跟蹤焊接過程中,其焊縫成形效果及焊縫質(zhì)量遠優(yōu)于不使用該系統(tǒng)直接進行焊接的焊縫質(zhì)量。除此之外,該焊縫跟蹤系統(tǒng)可以實時進行焊縫錯邊自動檢測,實驗結(jié)果表明,焊縫錯邊檢測系統(tǒng)的檢測精度和靈敏度均滿足實際生產(chǎn)要求,檢測精度可達±0.2mm.激光視覺傳感焊縫跟蹤系統(tǒng)不僅提高了焊縫質(zhì)量、焊接效率,同時也降低了人工勞動強度以及廢品率,在很大程度上節(jié)約資源,降低了成本。
【學(xué)位授予單位】:長春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TG409

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本文編號:1202880

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