【摘要】：由于傳統(tǒng)的人工焊接存在著生產(chǎn)效率低、環(huán)境惡劣等問題,為了解決此類問題可以利用焊接自動(dòng)化設(shè)備代替工人進(jìn)行焊接。焊縫自動(dòng)跟蹤技術(shù)是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。焊接傳感技術(shù)又是實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤的前提條件,與超聲波、電弧等傳感技術(shù)相比,結(jié)構(gòu)光視覺傳感憑著獲取的信息量大、靈敏度和測(cè)量精度高、抗強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾能力強(qiáng)、適用于不同形式焊縫等強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),成為了焊縫跟蹤研究者研究的熱點(diǎn)對(duì)象。焊縫自動(dòng)跟蹤對(duì)實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化具有關(guān)鍵性的作用,本文著力對(duì)自動(dòng)焊縫跟蹤技術(shù)進(jìn)行了研究,并結(jié)合焊縫跟蹤系統(tǒng)的工作原理,以常見的焊接結(jié)構(gòu)作為對(duì)象,分析了不同傳感器在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)缺點(diǎn),綜合考慮了視覺傳感器應(yīng)用的技術(shù)難點(diǎn)和發(fā)展現(xiàn)狀,最終將整個(gè)系統(tǒng)分為了三個(gè)部分:視覺系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)。其中,視覺系統(tǒng)采用了結(jié)構(gòu)光法,使相機(jī)與線激光器封裝在一起;運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)主要含有圖像采集卡、運(yùn)動(dòng)控制卡、工控機(jī)以及焊縫跟蹤的專業(yè)軟件等;行走機(jī)構(gòu)由伺服系統(tǒng)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。將焊接件放置在平臺(tái)上,視覺傳感器中的線激光器照射在焊接件上,在焊接件表面形成一條線激光,同時(shí)視覺傳感器中的相機(jī)獲取帶有激光線條的焊縫圖像,并將圖像傳給工控機(jī),工控機(jī)利用已經(jīng)編寫好的焊縫跟蹤專業(yè)軟件對(duì)該圖像進(jìn)行圖像濾波、圖像二值化、輪廓提取、中心線提取、中心點(diǎn)的定位,得到焊縫中心點(diǎn)的坐標(biāo)位置后再與當(dāng)前焊槍的位置進(jìn)行比對(duì)求出偏差量,再通過設(shè)計(jì)好的模糊控制算法將偏差量換算成驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)的脈沖數(shù)量,脈沖數(shù)量轉(zhuǎn)換為控制信號(hào)傳給作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的伺服系統(tǒng),伺服系統(tǒng)根據(jù)控制信息完成對(duì)焊槍的位置調(diào)整,最終實(shí)現(xiàn)焊縫實(shí)時(shí)跟蹤的效果。本系統(tǒng)搭建完成后,做了兩次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一是焊縫跟蹤實(shí)驗(yàn),用點(diǎn)激光代替焊槍,并在焊接件上對(duì)需要焊接的點(diǎn)做了標(biāo)記,完成模擬焊接實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求,可以進(jìn)行真正的焊接實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)二在前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將點(diǎn)激光換成焊槍進(jìn)行真正的焊接實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在真正的焊接過程中系統(tǒng)也能清晰的識(shí)別焊縫并完成自動(dòng)跟蹤。
【圖文】：

圖 1.1 智能焊縫實(shí)時(shí)跟蹤系列 圖 1.2 智能焊縫離線尋位系 1.3 所示是德國(guó)的 Scansonic 公司研發(fā)的焊縫跟蹤定位系強(qiáng)的抗干擾能力和自適應(yīng)能力被廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)中。合金等材料對(duì)與它都比較容易焊接，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于弧等離子焊接中。圖 1.3 Scansonic 公司的 TH6D 系統(tǒng)

圖 1.1 智能焊縫實(shí)時(shí)跟蹤系列 圖 1.2 智能焊縫離線尋位系 1.3 所示是德國(guó)的 Scansonic 公司研發(fā)的焊縫跟蹤定位系強(qiáng)的抗干擾能力和自適應(yīng)能力被廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)中。合金等材料對(duì)與它都比較容易焊接，該系統(tǒng)可以應(yīng)用于弧等離子焊接中。圖 1.3 Scansonic 公司的 TH6D 系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;TG441.7

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1 丁培t，

本文編號(hào)：2649154