本文關(guān)鍵詞：攪拌摩擦焊的焊縫跟蹤系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 攪拌摩擦焊 焊縫跟蹤 圖像處理 曲線擬合 偏差矯正

【摘要】：攪拌摩擦焊工藝是自激光焊接問(wèn)世以來(lái)最引人注目的焊接方法,目前其在航空航天設(shè)備、鐵路運(yùn)輸設(shè)備、船舶等的制造中已經(jīng)取得了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前智能化加工制造已成為一種時(shí)代趨勢(shì),為了提高加工設(shè)備的智能化以及提高焊接精度,在實(shí)際項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)了一套攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)軟件。本文針對(duì)攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)展開了研究,這些研究是在對(duì)國(guó)內(nèi)外焊縫跟蹤研究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,其中所涉及的很多方法及理論均是站在前人的肩膀上并加以創(chuàng)新得來(lái)的。本文所設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)屬于典型的示教再現(xiàn)系統(tǒng),主要通過(guò)上位機(jī)研華工控機(jī)和下位機(jī)西門子802D數(shù)控系統(tǒng)相結(jié)合,來(lái)完成對(duì)攪摩擦焊焊縫跟蹤的控制。本文所設(shè)計(jì)的這套系統(tǒng)的焊縫跟蹤中重要的一步是攪拌摩擦焊焊縫圖像坐標(biāo)的獲取,文中對(duì)圖像坐標(biāo)獲取所涉及到的數(shù)字圖像處理方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過(guò)圖像濾波、邊緣提取、輪廓提取、圖像特征提取等即可以獲取攪拌摩擦焊焊縫圖像的形心坐標(biāo)。由于攝像機(jī)本身存在制造誤差,需要進(jìn)行標(biāo)定,本文也對(duì)攝像機(jī)標(biāo)定中通常采用的角點(diǎn)檢測(cè)方法進(jìn)行了介紹與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于獲取的機(jī)床坐標(biāo)存在誤差,本文進(jìn)行了曲線擬合研究,對(duì)獲取的焊縫圖像坐標(biāo)系坐標(biāo)進(jìn)行了擬合實(shí)驗(yàn)。本文還介紹了系統(tǒng)中需要建立的各種坐標(biāo)系模型,通過(guò)圖像坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的映射,建立起圖像像素坐標(biāo)與機(jī)床物理坐標(biāo)的關(guān)系,然后把圖像坐標(biāo)系中經(jīng)過(guò)曲線擬合后焊縫坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)床中,即完成了焊縫坐標(biāo)獲取的全部工作。文章末尾進(jìn)行了攪拌摩擦焊焊縫跟蹤過(guò)程中的偏差矯正分析,最后介紹了攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)軟件的界面布局和功能設(shè)置。項(xiàng)目中獲得的焊縫機(jī)床坐標(biāo)系坐標(biāo)后,此軟件給相關(guān)參數(shù)加入數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)后生成CNC加工需要的G代碼,由上位機(jī)通過(guò)RS232接口將代碼傳給數(shù)控系統(tǒng),即可完成焊縫跟蹤。
【關(guān)鍵詞】：攪拌摩擦焊 焊縫跟蹤 圖像處理 曲線擬合 偏差矯正
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG453.9;TP391.41
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 引言12-14
• 1.1.0 攪拌摩擦焊在船舶制造和海洋工業(yè)中的應(yīng)用12
• 1.1.2 攪拌摩擦焊在宇航制造工業(yè)中的應(yīng)用12-13
• 1.1.4 攪拌摩擦焊在鐵路運(yùn)輸工業(yè)中的應(yīng)用13-14
• 1.2 攪拌摩擦焊焊焊縫研究的現(xiàn)實(shí)意義14
• 1.3 焊縫跟蹤國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 課題來(lái)源16
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排16-17
• 第2章 攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)17-26
• 2.1 控制系統(tǒng)17-18
• 2.1.1 西門子 802D數(shù)控系統(tǒng)17-18
• 2.1.2 研華IPC-610H工控機(jī)18
• 2.2 AVT_GT_1660 德國(guó)相機(jī)18-20
• 2.3 光源選擇20
• 2.4 焊縫跟蹤系統(tǒng)的實(shí)施20-25
• 2.4.1 機(jī)床坐標(biāo)系的介紹20-21
• 2.4.2 焊接零點(diǎn)的確定21-22
• 2.4.3 焊縫跟蹤實(shí)施方案22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 焊縫圖像處理常用算法26-62
• 3.1 攪拌摩擦焊焊縫圖像灰度變換26
• 3.2 攪拌摩擦焊焊縫圖像濾波26-29
• 3.2.1 空域?yàn)V波26-27
• 3.2.2 線性平均濾波27
• 3.2.3 非線性空域?yàn)V波27-29
• 3.3 攪拌摩擦焊焊縫圖像邊緣檢測(cè)29-34
• 3.3.1 Roberts算子29-30
• 3.3.2 Sobel算子邊緣檢測(cè)30-31
• 3.3.3 Marr算子邊緣檢測(cè)31-32
• 3.3.4 Canny算子邊緣檢測(cè)32-34
• 3.4 攪拌摩擦焊焊縫圖像閾值分割34-37
• 3.4.1 全閾值分割34-35
• 3.4.2 迭代閾值分割35-36
• 3.4.3 最大類方差閾值分割36-37
• 3.5 攪拌摩擦焊焊縫圖像邊緣提取37-40
• 3.5.1 邊界追蹤法37-38
• 3.5.2 Mean-shift聚類分割38-40
• 3.6 攪拌摩擦焊焊縫形態(tài)學(xué)處理40-42
• 3.6.1 圖像腐蝕和膨脹40-41
• 3.6.2 圖像開運(yùn)算和閉運(yùn)算41-42
• 3.7 攪拌摩擦焊焊縫圖像特征提取42-48
• 3.7.1 顏色特征提取42-44
• 3.7.2 形狀特征提取44
• 3.7.3 圖形的幾何參數(shù)44-47
• 3.7.4 局部LBP二進(jìn)制模式47-48
• 3.8 圖像匹配48-52
• 3.8.1 模板匹配49
• 3.8.2 SIFT算子圖像匹配49-51
• 3.8.3 SURF算子圖像匹配51-52
• 3.9 角點(diǎn)檢測(cè)52-60
• 3.9.1 Moravec角點(diǎn)檢測(cè)算法53-55
• 3.9.2 Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法55-57
• 3.9.3 Hession矩陣角點(diǎn)檢測(cè)算法57-59
• 3.9.4 SUSAN角點(diǎn)檢測(cè)算法59-60
• 3.10 本章小結(jié)60-62
• 第4章 坐標(biāo)變換與圖像標(biāo)定62-71
• 4.1 攪拌摩擦焊焊焊縫圖像的坐標(biāo)系變換62-68
• 4.2 相機(jī)鏡頭畸變及其矯正68-70
• 4.2.1 相機(jī)畸變的分析68-69
• 4.2.2 相機(jī)鏡頭畸變的矯正69-70
• 4.3 本章小結(jié)70-71
• 第5章 曲線擬合71-75
• 5.1 最小二乘法原理71
• 5.2 攪拌摩擦焊焊縫擬合71-73
• 5.3 西門子數(shù)控系統(tǒng)中的插補(bǔ)功能73-74
• 5.4 本章小結(jié)74-75
• 第6章 焊縫跟蹤偏差矯正75-79
• 6.1 直線焊縫偏差75
• 6.2 圓弧焊縫的偏差補(bǔ)償75-76
• 6.3 西門子 802D數(shù)控系統(tǒng)中的糾偏76-78
• 6.4 本章小結(jié)78-79
• 第7章 軟件界面布局及功能79-83
• 7.1 圖像處理布局79-80
• 7.2 機(jī)床相關(guān)參數(shù)設(shè)置界面布局80-81
• 7.3 圖像采集對(duì)話框布局81
• 7.4 焊縫跟蹤布局及功能81-82
• 7.5 本章小結(jié)82-83
• 結(jié)論83-84
• 參考文獻(xiàn)84-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果87-88
• 致謝88-89

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1 柯黎明,邢麗,劉鴿平;攪拌摩擦焊工藝及其應(yīng)用[J];焊接技術(shù);2000年02期

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3 張?zhí)飩}(cāng),郭德倫,陳沁剛,欒國(guó)紅;鋁合金攪拌摩擦焊技術(shù)研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2002年02期

4 云杉;攪拌摩擦焊——最具革命性的焊接新技術(shù)——專訪中國(guó)攪拌摩擦焊中心首席專家關(guān)橋院士、北京賽福斯特技術(shù)有限公司欒國(guó)紅總經(jīng)理[J];航空制造技術(shù);2003年11期

5 周細(xì)應(yīng) ,柯黎明 ,劉鴿平 ,邢麗 ,夏春 ,湯旭昌;攪拌摩擦焊的溫度分析[J];新技術(shù)新工藝;2003年10期

6 ;激光輔助攪拌摩擦焊[J];電焊機(jī);2003年07期

7 ;攪拌摩擦焊技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用[J];電焊機(jī);2003年10期

8 姜瀾,魏緒鈞,姚廣春,王德全;鋁合金攪拌摩擦焊研究現(xiàn)狀及應(yīng)用[J];材料導(dǎo)報(bào);2003年06期

9 欒國(guó)紅,南利輝,孫成彬,關(guān)橋;新型船舶制造技術(shù)-攪拌摩擦焊[J];熱加工工藝;2004年01期

10 欒國(guó)紅,柴鵬,孫成彬,關(guān)橋;汽車制造駛上攪拌摩擦焊之路[J];電焊機(jī);2004年01期

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1 張?zhí)飩}(cāng);郭德倫;陳沁剛;欒國(guó)紅;;攪拌摩擦焊技術(shù)研究[A];第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];1999年

2 唐偉;郭昕昱;J C McClure;李潁;L Murr;;攪拌摩擦焊及其在鋁合金連接中的應(yīng)用[A];第九次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];1999年

3 林香祝;張敏;徐世珍;;攪拌摩擦焊技術(shù)的發(fā)展[A];第二屆中國(guó)北方焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

4 關(guān)橋;欒國(guó)紅;;攪拌摩擦焊的現(xiàn)狀與發(fā)展[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2005年

5 張彥華;常金玲;劉雪梅;;攪拌摩擦焊過(guò)程的流變學(xué)初步分析[A];第十一次全國(guó)焊接會(huì)議論文集（第1冊(cè)）[C];2005年

6 郭曉娟;董春林;康舉;欒國(guó)紅;付瑞東;;攪拌摩擦焊搭接界面缺陷初步研究[A];第十五次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

7 張偉;王磊;王曉暉;;3A21與6063異種鋁合金攪拌摩擦焊接頭性能分析[A];2011年機(jī)械電子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2011年

8 欒國(guó)紅;郭德倫;張?zhí)飩}(cāng);孫成彬;;鋁合金的攪拌摩擦焊[A];制造業(yè)與未來(lái)中國(guó)——2002年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2002年

9 胡禮本;;塑料攪拌摩擦焊的力學(xué)行為[A];陜西省焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

10 崔凡;張春杰;康志明;;剛性動(dòng)支撐攪拌摩擦焊工藝研究[A];第十六次全國(guó)焊接學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 焦靜波;將小技術(shù)做成大產(chǎn)業(yè)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2011年

2 張愛清;中國(guó)首臺(tái)機(jī)器人攪拌摩擦焊系統(tǒng)推介會(huì)在制造所舉行[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2013年

3 欒國(guó)紅 南利輝;攪拌摩擦焊：促進(jìn)飛機(jī)制造技術(shù)發(fā)展[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2004年

4 侯小川;唐眾民 焊接領(lǐng)域破解難題[N];中國(guó)航天報(bào);2007年

5 梅開 侯小川;交響[N];中國(guó)航天報(bào);2007年

6 柴鵬;先進(jìn)技術(shù)帶來(lái)跨越式發(fā)展[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2012年

7 柴鵬;革命性的固相焊接技術(shù)——攪拌摩擦焊[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2012年

8 中航工業(yè)制造所 董春林;應(yīng)重視發(fā)展機(jī)器人攪拌摩擦焊技術(shù)[N];中國(guó)航空?qǐng)?bào);2014年

9 吳思;十年攻關(guān)路 五年飛天行[N];中國(guó)航天報(bào);2014年

10 王姝書;突出重圍“乘上”軌道交通[N];中國(guó)航天報(bào);2014年

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1 李博;基于攪拌摩擦焊技術(shù)的TC4鈦合金表面改性研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

2 李冬曉;鋁合金靜止軸肩攪拌摩擦焊技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2015年

3 鄢東洋;鋁合金薄壁結(jié)構(gòu)攪拌摩擦焊熱—力學(xué)過(guò)程的研究及模擬[D];清華大學(xué);2010年

4 周鵬展;高強(qiáng)鋁合金厚板攪拌摩擦焊研究[D];中南大學(xué);2006年

5 金玉花;高強(qiáng)鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織及薄弱區(qū)研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

6 胡志力;2024鋁合金攪拌摩擦焊管材塑性變形行為研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

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1 王海艷;6061鋁合金攪拌摩擦焊接頭組織和性能研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 鄭小茂;7A04高強(qiáng)鋁合金攪拌摩擦焊工藝及接頭的組織與性能研究[D];華南理工大學(xué);2015年

3 張海軍;7N01鋁合金攪拌摩擦焊焊接工藝和接頭力學(xué)性能研究[D];西南交通大學(xué);2015年

4 王慶峰;6005A-T6鋁合金地鐵車體的攪拌摩擦焊[D];浙江工業(yè)大學(xué);2015年

5 徐海升;鋁/鋼異種金屬攪拌摩擦焊工藝及連接機(jī)制研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

6 肖長(zhǎng)源;Al/Mg異種金屬攪拌摩擦焊金屬間化合物的形成機(jī)理研究[D];西南交通大學(xué);2016年

7 黃斌;基于靜軸肩攪拌摩擦焊的增材制造技術(shù)研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

8 謝吉林;鋁/鎂異種金屬“攪拌摩擦焊—釬焊”復(fù)合焊接工藝研究[D];南昌航空大學(xué);2016年

9 張興民;6061-T6鋁合金雙軸肩攪拌摩擦焊工藝及數(shù)值模擬研究[D];山東大學(xué);2016年

10 馮冬冬;基于激光視覺的攪拌摩擦焊焊縫跟蹤系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：869422