【碩士】塔吊臂架角鋼焊縫激光視覺跟蹤系統(tǒng)研究

內容簡介

　　【碩士】塔吊臂架角鋼焊縫激光視覺跟蹤系統(tǒng)研究　　學科專業(yè)：施工工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：廣西大學　　學位年度：2011　　為實現塔吊臂架角鋼的焊接自動化，以提高生產效率和焊接質量，設計了一套可靠性高、能夠在工業(yè)現場長期應用的激光視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)。　　本文首先介紹了埋弧焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展歷程以及國內外對于焊接跟蹤技術研究的現狀。論文的主要內容包括了對埋弧焊對中裝置的硬件設計，軟件編寫及協同調試。以及焊槍糾偏控制中的算法?！　? 在硬件設計上，本文以工控機為核心，以步進電機及其驅動器為執(zhí)行機構，以CCD傳感器為主要部件建立了埋弧焊焊縫跟蹤裝置。通過該裝置配合用Delphi自主開發(fā)的控制軟件最終實現對焊縫的跟蹤?！　? 針對焊接時，產生大量飛濺和強弧光干擾，為獲得清晰圖像的采集，本文采用干涉濾波片，其波長為650+--lOnm，濾除波長以外的光；通過研究分析，確定了傳感器中的CCD和激光器的布局結構。經過濾波后激光視覺傳感器可采集焊槍前沿的焊縫圖像，獲取焊縫信息?！　υ己缚p圖像采用中值濾波濾除圖像噪聲，采用準固定像素個數或三次篩選法的自動閾值分割方法對圖像進行二值化，采用基于二值形態(tài)學的邊緣檢測方法對二值化的圖像進行孤點濾波和邊緣檢測，采用求取邊緣上下兩個邊界點的平均值方法提取激光條紋的中心線，根據外角接接頭幾何特點，設計了一套專門算法，能夠快速準確可靠地提取焊縫特征和中心位置。　　在焊槍糾偏控制中，針對檢測傳感器前置的特點，水平方向的焊縫跟蹤提出焊縫軌跡斜率的跟蹤模型，并運用PID算法進行焊槍調整；針對高度方向上的焊縫跟蹤特點，采用模糊控制器進行焊槍調整?！　? 本系統(tǒng)在塔吊臂架焊接生產中使用，使用表明該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，能夠滿足焊接精度要求，具有較高的實用價值?！　?

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