目前,大型儲(chǔ)罐在焊接施工中所采用的自動(dòng)焊接裝置在焊前都需要手工將焊絲調(diào)整到剖口焊接位置,并未實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化焊接。焊接時(shí)裝置沿固定導(dǎo)軌移動(dòng)從而帶動(dòng)焊絲沿剖口移動(dòng)施焊,由于儲(chǔ)罐板材在加工制造以及裝配定位上的誤差以及焊接變形等原因,板材剖口在某些位置會(huì)存在一定程度的錯(cuò)位,然而焊接裝置對(duì)這種情況卻不能做出相應(yīng)的自適應(yīng)調(diào)整,其仍然會(huì)按照固定的軌跡進(jìn)行焊接,這極易導(dǎo)致偏焊現(xiàn)象的發(fā)生,影響焊接質(zhì)量。因此,為提高大型儲(chǔ)罐的焊接施工效率,保證焊接質(zhì)量,提升儲(chǔ)罐焊接自動(dòng)化及智能化程度,本文提出了一種基于視覺引導(dǎo)的大型儲(chǔ)罐機(jī)器人焊接系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)展開研究。第一,本文對(duì)焊接數(shù)值模擬計(jì)算的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了研究,討論了焊接熱傳導(dǎo)和熱彈塑性的有限元分析方法,分析了材料在彈塑性狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。第二,本文構(gòu)建了儲(chǔ)罐板材的焊接有限元模型,基于熱-機(jī)耦合原理對(duì)儲(chǔ)罐板材多層多道焊過程進(jìn)行仿真分析。參照工程實(shí)際設(shè)置焊接熱源模型,單獨(dú)改變熱源模型中的焊接電流、電壓與速度三大影響因子,形成不同焊接工藝組合,并對(duì)不同工藝組合下的焊接溫度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)以及焊接變形進(jìn)行了分析。將所有分析結(jié)果進(jìn)行整理,并形成了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù),在對(duì)該數(shù)...

【文章頁(yè)數(shù)】：98 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)
        1.2.1 儲(chǔ)罐自動(dòng)焊接技術(shù)研究動(dòng)態(tài)
        1.2.2 焊接機(jī)器人研究動(dòng)態(tài)
        1.2.3 視覺引導(dǎo)自動(dòng)化焊接技術(shù)研究動(dòng)態(tài)
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 技術(shù)路線
2 焊接過程的有限元分析理論與方法
    2.1 焊接溫度場(chǎng)分析
        2.1.1 熱傳導(dǎo)問題的數(shù)學(xué)描述
        2.1.2 熱傳導(dǎo)問題的有限元分析
    2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)分析
        2.2.1 基本假定
        2.2.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    2.3 焊接熱-機(jī)耦合問題的有限元法
    2.4 Marc軟件介紹
    2.5 本章小結(jié)
3 基于熱-機(jī)耦合的焊接工藝優(yōu)化
    3.1 有限元模型建立
        3.1.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分
        3.1.2 材料熱物理及力學(xué)性能參數(shù)
        3.1.3 熱源的選取
        3.1.4 初始條件與邊界條件
    3.2 焊接數(shù)值模擬結(jié)果分析
        3.2.1 焊接溫度場(chǎng)結(jié)果分析
        3.2.2 焊接應(yīng)力場(chǎng)結(jié)果分析
        3.2.3 焊接變形結(jié)果分析
    3.3 焊接工藝優(yōu)化
        3.3.1 工藝優(yōu)化原則
        3.3.2 焊接工藝優(yōu)化模型的建立
    3.4 本章小結(jié)
4 基于視覺引導(dǎo)的機(jī)器人焊接系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
        4.1.1 焊接機(jī)器人模塊
        4.1.2 視覺傳感模塊
    4.2 相機(jī)標(biāo)定
        4.2.1 相機(jī)模型的常用坐標(biāo)系
        4.2.2 相機(jī)的成像模型
        4.2.3 基于Halcon的相機(jī)標(biāo)定
    4.3 機(jī)器人手眼標(biāo)定
        4.3.1 手眼標(biāo)定的基本原理
        4.3.2 手眼標(biāo)定的實(shí)現(xiàn)
    4.4 本章小節(jié)
5 焊縫圖像處理與坐標(biāo)提取
    5.1 圖像預(yù)處理
        5.1.1 圖像灰度轉(zhuǎn)換
        5.1.2 圖像平滑濾波
        5.1.3 圖像閾值分割
    5.2 連通域提取
        5.2.1 連通域劃分定義
        5.2.2 求取連通域
        5.2.3 感興趣區(qū)域提取
    5.3 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)處理
        5.3.1 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)
        5.3.2 拼接對(duì)縫的形態(tài)學(xué)處理
    5.4 焊縫邊緣檢測(cè)
        5.4.1 邊緣檢測(cè)算子
        5.4.2邊緣檢測(cè)算子效果對(duì)比實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 邊緣檢測(cè)的亞像素級(jí)別
    5.5 焊縫骨架提取
        5.5.1 骨架的定義及性質(zhì)
        5.5.2 骨架的提取方法
        5.5.3 焊接路徑坐標(biāo)提取
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果



本文編號(hào)：3778083