中厚板焊接制造工件被廣泛應(yīng)用在海工裝備、工程機(jī)械以及橋梁結(jié)構(gòu)件當(dāng)中,與薄板焊接相比,其焊縫坡口更大、焊接時(shí)間更長(zhǎng)、焊接過(guò)程更復(fù)雜。目前的焊接機(jī)器人大多數(shù)是“示教—再現(xiàn)”型機(jī)器人,無(wú)法根據(jù)工件坡口的實(shí)際情況修正焊道的焊接參數(shù),更無(wú)法自主決定各道焊道的焊槍起始點(diǎn)位置。為了保證中厚板的焊接質(zhì)量,同時(shí)提高中厚板焊接制造件的生產(chǎn)效率,急需探索一種具有智能化行為的中厚板焊接方法。本文針對(duì)中厚板焊接中的焊道規(guī)劃問(wèn)題,利用激光視覺(jué)傳感器采集每道焊道的焊后坡口輪廓圖,通過(guò)圖像處理和特征提取算法得到焊縫坡口特征點(diǎn),并通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為三維坐標(biāo)點(diǎn),利用特征點(diǎn)信息和預(yù)先得到的焊道寬度與焊接參數(shù)的數(shù)學(xué)關(guān)系式,對(duì)焊道的焊接參數(shù)進(jìn)行修正。同時(shí),根據(jù)特征點(diǎn)信息來(lái)確定下一道焊道的焊槍起始點(diǎn)。首先,通過(guò)焊接工藝試驗(yàn),構(gòu)建了V型坡口多層多道焊接中打底焊的焊接電流與其成形尺寸間的關(guān)系。同時(shí),根據(jù)工件對(duì)熔池的約束條件個(gè)數(shù)不同對(duì)擺動(dòng)焊道進(jìn)行分類,分析了中厚板擺動(dòng)焊接中焊接電流、擺幅對(duì)焊道成形寬度的影響,并擬合得到相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系式。然后,利用激光視覺(jué)傳感器采集每條焊道的焊后坡口輪廓圖。通過(guò)二值化圖像、中值濾波、均值法提取激光條...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 工業(yè)機(jī)器人及其在焊接領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 焊接機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 視覺(jué)傳感技術(shù)及其在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.3.1 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)介紹
        1.3.2 機(jī)器視覺(jué)在焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用
    1.4 中厚板焊接智能化技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 中厚板焊接工藝研究現(xiàn)狀
        1.4.2 中厚板多層多道焊接規(guī)劃
        1.4.3 中厚板焊接參數(shù)及焊槍位姿的自適應(yīng)調(diào)整
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 基于激光視覺(jué)的機(jī)器人焊接系統(tǒng)
    2.1 機(jī)器人焊接系統(tǒng)總體構(gòu)成
    2.2 機(jī)器人系統(tǒng)
    2.3 弧焊系統(tǒng)
    2.4 多層多道預(yù)規(guī)劃軟件
    2.5 視覺(jué)傳感系統(tǒng)
        2.5.1 激光視覺(jué)傳感器
        2.5.2 圖像采集與處理
    2.6 本章小結(jié)
第三章 多層多道熔覆成形模型
    3.1 CMT焊接工藝
    3.2 焊槍擺動(dòng)模式
    3.3 焊接參數(shù)與焊道成型尺寸的關(guān)系
        3.3.1 焊接電流與打底焊尺寸的關(guān)系
        3.3.2 填充焊道寬度與焊接電流、擺幅的關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
第四章 視覺(jué)信息獲取與坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    4.1 引言
    4.2 激光條紋圖像處理
    4.3 坡口特征信息獲取
    4.4 激光條紋三維坐標(biāo)信息獲取
        4.4.1 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換原理
        4.4.2 圖像坐標(biāo)到工具坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換
        4.4.3 機(jī)器人基坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
    4.5 焊道截面積獲取及熔覆模型驗(yàn)證
        4.5.1 焊道截面積獲取
        4.5.2 熔覆模型驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第五章 中厚板多層多道焊接自適應(yīng)規(guī)劃
    5.1 多層多道規(guī)劃軟件設(shè)計(jì)
    5.2 焊道預(yù)規(guī)劃
        5.2.1 同層焊道排布順序
        5.2.2 層間排布順序
        5.2.3 焊道截面填充方案
    5.3 焊接參數(shù)修正方案
    5.4 焊槍位姿的確定
        5.4.1 焊槍姿態(tài)的設(shè)定
        5.4.2 焊槍位置的確定
    5.5 自適應(yīng)規(guī)劃試驗(yàn)驗(yàn)證
        5.5.1 試驗(yàn)條件及設(shè)備
        5.5.2 圖像特征提取精度
        5.5.3 焊接參數(shù)修正
        5.5.4 焊槍起弧點(diǎn)精度分析
        5.5.5 焊縫成品
        5.5.6 焊道熔池圖像的獲取
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)及研究成果
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果



本文編號(hào)：3995007