【碩士】塔吊臂架角鋼焊縫激光視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)研究

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　　【碩士】塔吊臂架角鋼焊縫激光視覺(jué)跟蹤系統(tǒng)研究　　學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 施工工程 　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：廣西大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 為實(shí)現(xiàn)塔吊臂架角鋼的焊接自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量，設(shè)計(jì)了一套可靠性高、能夠在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)期應(yīng)用的激光視覺(jué)焊縫跟蹤系統(tǒng)。　　 本文首先介紹了埋弧焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展歷程以及國(guó)內(nèi)外對(duì)于焊接跟蹤技術(shù)研究的現(xiàn)狀。論文的主要內(nèi)容包括了對(duì)埋弧焊對(duì)中裝置的硬件設(shè)計(jì)，軟件編寫(xiě)及協(xié)同調(diào)試。以及焊槍糾偏控制中的算法。　　 在硬件設(shè)計(jì)上，本文以工控機(jī)為核心，以步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以CCD傳感器為主要部件建立了埋弧焊焊縫跟蹤裝置。通過(guò)該裝置配合用Delphi自主開(kāi)發(fā)的控制軟件最終實(shí)現(xiàn)對(duì)焊縫的跟蹤。　　 針對(duì)焊接時(shí)，產(chǎn)生大量飛濺和強(qiáng)弧光干擾，為獲得清晰圖像的采集，本文采用干涉濾波片，其波長(zhǎng)為650+--lOnm，濾除波長(zhǎng)以外的光；通過(guò)研究分析，確定了傳感器中的CCD和激光器的布局結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)濾波后激光視覺(jué)傳感器可采集焊槍前沿的焊縫圖像，獲取焊縫信息?！　?duì)原始焊縫圖像采用中值濾波濾除圖像噪聲，采用準(zhǔn)固定像素個(gè)數(shù)或三次篩選法的自動(dòng)閾值分割方法對(duì)圖像進(jìn)行二值化，采用基于二值形態(tài)學(xué)的邊緣檢測(cè)方法對(duì)二值化的圖像進(jìn)行孤點(diǎn)濾波和邊緣檢測(cè)，采用求取邊緣上下兩個(gè)邊界點(diǎn)的平均值方法提取激光條紋的中心線，根據(jù)外角接接頭幾何特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套專(zhuān)門(mén)算法，能夠快速準(zhǔn)確可靠地提取焊縫特征和中心位置?！　? 在焊槍糾偏控制中，針對(duì)檢測(cè)傳感器前置的特點(diǎn)，水平方向的焊縫跟蹤提出焊縫軌跡斜率的跟蹤模型，并運(yùn)用PID算法進(jìn)行焊槍調(diào)整；針對(duì)高度方向上的焊縫跟蹤特點(diǎn)，采用模糊控制器進(jìn)行焊槍調(diào)整?！　? 本系統(tǒng)在塔吊臂架焊接生產(chǎn)中使用，使用表明該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能夠滿足焊接精度要求，具有較高的實(shí)用價(jià)值?！　?

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