基于圖像處理的自動焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)

發(fā)布時間：2020-05-09 03:12

【摘要】：隨著制造業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展,焊接技術(shù)的使用范圍日趨廣泛,復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)件的需求量也日益增長,手工焊接已遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足市場需求,焊接技術(shù)逐步由傳統(tǒng)手工焊接演變成了一定規(guī)模的焊接機(jī)器人自動化焊接。自動化焊接技術(shù)極大地提高了焊接生產(chǎn)效率,但焊接缺陷問題也隨之而來。金屬材料的焊接缺陷給金屬材料的使用壽命和使用效果都帶來了很多不利的影響,直接影響了工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)度和效益,解決自動化焊接帶來的焊接缺陷問題已迫在眉睫。本文以自行車車架自動化焊接生產(chǎn)為研究對象,研發(fā)了一套基于圖像處理的自動焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)。通過圖像采集設(shè)備獲取焊接工件實時生產(chǎn)圖像,運用圖像處理技術(shù)對焊接圖像進(jìn)行處理和分析,獲得焊縫的偏差距離信息和缺陷形態(tài)面積信息,并實現(xiàn)對焊接缺陷的自動分類,從而降低了人工糾錯成本,提高了自動化焊接生產(chǎn)效率。首先,調(diào)研自動化焊接方法和焊接工藝,采集并分析了焊縫偏差數(shù)據(jù)、焊接合格率數(shù)據(jù),總結(jié)焊接缺陷發(fā)生的原因。基于缺陷原因,以提高焊接合格率為目的,提出了焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)的功能需求,設(shè)計出了焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)的總體框架。然后,設(shè)計圖像采集硬件系統(tǒng)并根據(jù)實際精度需求對硬件進(jìn)行了選型。針對采集到的圖像,運用和改進(jìn)已有圖像處理算法,設(shè)計出一套適用于焊接質(zhì)量分析系統(tǒng)的圖像處理算法。算法通過圖像預(yù)處理、邊緣提取、像素差分統(tǒng)計、缺陷特征提取等方法實現(xiàn)了對焊接工件圖像的處理和分析,能夠獲得焊縫位置偏差數(shù)據(jù)和焊接缺陷信息,從而對焊接生產(chǎn)進(jìn)行有效的指導(dǎo)。最后,以圖像處理算法為基礎(chǔ),完成了焊接質(zhì)量分析客戶端軟件的設(shè)計和開發(fā)。應(yīng)用MFC庫編寫了人機(jī)界面,設(shè)計了相機(jī)控制模塊和圖像處理模塊兩大功能,實現(xiàn)了對相機(jī)的控制、對焊接前后焊接質(zhì)量的分析等功能,并通過反饋機(jī)制對生產(chǎn)給予指導(dǎo),達(dá)到了提高自動化焊接合格率的目的。
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