【摘要】：焊接過(guò)程的自動(dòng)化與智能化已成為未來(lái)焊接技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì),將機(jī)器人引入焊接領(lǐng)域是實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化關(guān)鍵步驟。然而目前市面上大部分機(jī)器人還是示教再現(xiàn)型,智能化程度和自適應(yīng)能力都較低。焊縫跟蹤技術(shù)是智能化焊接技術(shù)領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容,其主要思想是利用多傳感器技術(shù),使機(jī)器人可以適應(yīng)未知、復(fù)雜以及多變的環(huán)境。本文主要針對(duì)存在高度變化的三維焊縫的信息獲取和軌跡規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行研究,本文利用被動(dòng)視覺(jué)和主動(dòng)視覺(jué)分別完成焊縫初始點(diǎn)的識(shí)別和其三維信息的獲取以及跟蹤時(shí)焊縫目標(biāo)點(diǎn)的識(shí)別和其三維信息的獲取。首先,本文搭建了機(jī)器人主動(dòng)視覺(jué)和被動(dòng)視覺(jué)手眼系統(tǒng)的硬件平臺(tái),主要包括機(jī)器人模型及控制器,上位機(jī),攝像機(jī)以及主動(dòng)視覺(jué)使用的激光器。在系統(tǒng)標(biāo)定時(shí),利用Matlab標(biāo)定工具箱和棋盤格標(biāo)定板完成了對(duì)攝像機(jī)內(nèi)參矩陣,畸變因子以及外參矩陣的標(biāo)定。對(duì)于被動(dòng)視覺(jué)手眼系統(tǒng),探索了一種基于馬達(dá)代數(shù)的手眼標(biāo)定算法,該算法精度比傳統(tǒng)算法略高,且更為快速。在焊縫初始點(diǎn)識(shí)別過(guò)程中,研究了利用圖像形態(tài)學(xué)進(jìn)行邊緣檢測(cè)的方法,較傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)方法有更好的自適應(yīng)能力,再結(jié)合hough變換識(shí)別出焊縫初始點(diǎn)。在焊縫目標(biāo)點(diǎn)識(shí)別時(shí),根據(jù)采集到的圖像特征利用閾值法分離出焊縫條紋和激光條紋,并利用基于最大圓盤的圖像骨架提取方法對(duì)分離出來(lái)的焊縫條紋和激光條紋進(jìn)行細(xì)化,同樣利用hough變換完成了焊縫目標(biāo)點(diǎn)的識(shí)別。接下來(lái),利用機(jī)器人移動(dòng)到不同的位置模擬出雙目模型,即“單目雙工位”測(cè)量算法,獲取焊縫初始點(diǎn)三維信息。對(duì)于跟蹤過(guò)程中焊縫目標(biāo)點(diǎn)的獲取,則利用線結(jié)構(gòu)光三維測(cè)量模型,完成目標(biāo)點(diǎn)三維信息的計(jì)算。最后結(jié)合焊接姿態(tài)要求以及獲取到的焊縫三維信息,研究了基于短線段的跟蹤軌跡插補(bǔ)及姿態(tài)變換的方法,完成了視覺(jué)伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,整體算法精度能夠達(dá)到要求,跟蹤效果較好,具有實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP391.41;TP242

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2519644