激光視覺傳感焊縫識別與自動跟蹤系統(tǒng).pdf

1、焊接過程是一個復雜、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測的，這些因素均會直接影響到焊接質量。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

2、術是核心技術之一。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，影響其圖像質量的主要因素有焊接飛濺以及焊接過程中所產生的弧光，為了盡可能降低焊接飛濺以及弧光對圖像質量的影響，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

3、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、坡口寬度在2～15mm范圍內的低碳鋼板、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

4、槍運動偏差保持在±0.69mm內。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量遠優(yōu)于不使用該系統(tǒng)直接進行焊接的焊縫質量。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要求，檢測精度可達