在工業(yè)4.0的大環(huán)境下,焊接自動(dòng)化、智能化己成為當(dāng)代企業(yè)生產(chǎn)的趨勢(shì)。當(dāng)前焊接構(gòu)件的大型化已成為普遍方向,這意味窄間隙焊接的應(yīng)用將日益廣泛。由于窄間隙焊接在坡口處的工藝要求高,為提高企業(yè)生產(chǎn)效率,改善工人勞動(dòng)環(huán)境,所以提高跟蹤技術(shù)的精度,優(yōu)化焊槍結(jié)構(gòu)是目前窄間隙焊接的發(fā)展方向。因此本研究目的是優(yōu)化焊槍的結(jié)構(gòu),強(qiáng)化跟蹤性能,使得焊接智能化程度更高。本文以窄間隙焊接為研究對(duì)象,通過對(duì)電弧-激光視覺檢測(cè)原理與信息融合技術(shù)的研究,將磁控電弧和激光視覺采用模糊理論進(jìn)行信息融合,使得采集的焊縫信息更為精確。將融合后的信息傳遞給MAG焊的焊縫跟蹤模塊后,焊接系統(tǒng)根據(jù)偏差信息制定軌跡規(guī)劃方案,控制焊槍按照軌跡規(guī)劃的路徑運(yùn)動(dòng),最終保證焊接焊縫的精確度和良好的側(cè)壁融合。（1）本文通過研究磁控?cái)[動(dòng)電弧和三線激光視覺的信息采集技術(shù),將其應(yīng)用在磁控窄間隙MAG焊接跟蹤上,并利用勵(lì)磁磁場(chǎng)控制MAG焊焊弧左右偏轉(zhuǎn)方向,并在一定范圍內(nèi)影響電弧下的焊縫熔寬范圍,為復(fù)雜軌跡下的窄間隙焊接提供可行性。（2）研究視覺特征點(diǎn)定位方法,采用三線激光器通過二維像素點(diǎn)坐標(biāo)值與三維機(jī)械坐標(biāo)值之間數(shù)學(xué)關(guān)系,通過函數(shù)轉(zhuǎn)換可以提供許多信息來確... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１電弧傳感原理圖??焊接電流的改變量ｄｌ與焊槍高度的改變量ｄＥ二者的函數(shù)可以近似如下公??式表不：??

??為ＣＣＤ傳感器的光敏區(qū)與光軸的夾角，如圖２．４所示。??Ｆ２??圖２．４三角測(cè)距原理圖示意圖??傳感器的設(shè)計(jì)需要滿足：??（１）激光束、透鏡軸線、ＣＣＤ軸線在同一平面，并且該平面與ＣＣＤ平面互相??垂直；（２）使用攝像頭的主光軸〇ＰＱ作為鏡頭光心〇對(duì)ｐ，ｐ２所成的角度的平分線，??這樣可以集中大部分的光線在主光軸上，使得像差減少。??產(chǎn)生的漫反射的目標(biāo)在Ｐ�。校采�，對(duì)應(yīng)的像點(diǎn)用Ｆ，Ｆ２等標(biāo)記，Ｈ為測(cè)量范圍。??Ｐｏ為透鏡光軸上的點(diǎn)，被測(cè)量點(diǎn)Ｐ的像？與？，點(diǎn)的像Ｆｉ的距離ＦｌＦ＝１。由此可??以得出：??ｈ?—?Ｌ?？?Ｓ’?？?ｔａｎ／？?－１?？?ｔａｎｆ?？?ｃｏｓａ?＋１?？?ｓｉｎ?以??Ｓｒ?－?ｌｃｏｓａ?－１?？?ｔａｎｙ０?？?ｓｉｎ?ａ：?（２－１）??公式里，ａ是激光與視覺傳感器接收平面間的夾角；０是傳感器與水平面的夾??１７??

圖２．６最佳磁場(chǎng)寬度規(guī)律??針對(duì)磁場(chǎng)鐵芯幾何外貌以及大小尺寸的選擇，總的來說勵(lì)磁鐵芯選用圓柱??形，鐵芯尺寸主要選擇半徑的大小，依據(jù)選擇磁場(chǎng)強(qiáng)度強(qiáng)弱程度和需要來選擇控??制裝置的尺寸大小。如圖２．７顯示的是在同一條件下焊接電弧區(qū)域內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度??與鐵芯直徑的變化關(guān)系，我們可以容易從中得出，在電弧附近磁場(chǎng)隨著半徑增長(zhǎng)??而增大并且比中心區(qū)域的增加幅度更明顯，但是焊接時(shí)對(duì)電弧的控制主要是對(duì)電??弧中心位置的控制，所以選取的鐵芯半徑不宜過大，通過實(shí)驗(yàn)可知一般選�。�?ｍｍ??左右為佳。??１９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]焊縫跟蹤應(yīng)用的線激光視覺伺服控制系統(tǒng)[J]. 鄒焱飚,王研博,周衛(wèi)林.  光學(xué)精密工程. 2016(11)
[2]一種正弦波磁通門傳感器激磁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 王向鑫,姜文娟,于洋,趙文杰,施云波.  傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2015(12)
[3]外加磁場(chǎng)對(duì)高速GMAW電弧和熔池行為的主動(dòng)調(diào)控效應(yīng)[J]. 王林,武傳松,楊豐兆,高進(jìn)強(qiáng).  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2016(02)
[4]輪式移動(dòng)焊接機(jī)器人輸出反饋線性化控制[J]. 呂學(xué)勤,張軻,吳毅雄.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2014(06)
[5]雙線結(jié)構(gòu)光焊縫跟蹤傳感器的焊槍高度識(shí)別[J]. 毛志偉,李志增,石志新,肖勇,潘際鑾.  傳感器與微系統(tǒng). 2013(01)
[6]一類窄焊縫的結(jié)構(gòu)光圖像特征提取方法[J]. 陳海永,孫鶴旭,徐德.  焊接學(xué)報(bào). 2012(01)
[7]軋制復(fù)合生產(chǎn)特厚板工藝[J]. 余偉,張燁銘,何春雨,徐立善,蔡慶伍.  北京科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(11)
[8]基于FPGA的DDS多路信號(hào)源設(shè)計(jì)[J]. 張凱琳,蘇淑靖,劉利生,易春莉,鄭文強(qiáng).  電測(cè)與儀表. 2011(03)
[9]移動(dòng)機(jī)器人彎曲角焊縫跟蹤預(yù)測(cè)模糊控制器設(shè)計(jì)[J]. 高延峰,張華,肖建華.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(23)
[10]鈦合金厚板窄間隙TIG焊接接頭的組織和力學(xué)性能[J]. 胡偉民,李國(guó)林,劉希林,張建欣,王崗.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(S1)

碩士論文
[1]基于OpenCV焊縫視覺跟蹤圖像處理的研究[D]. 徐自越.蘭州理工大學(xué) 2012
[2]基于結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的焊縫實(shí)時(shí)跟蹤控制[D]. 秦濤.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2970397