隨著智能制造在國家層面的提出,自動化和智能化將成為未來工業(yè)的發(fā)展方向。焊接是工業(yè)生產中一種非常重要的加工手段,實現(xiàn)焊接自動化,是焊接技術發(fā)展的必然趨勢。機器視覺技術將圖像處理算法應用到檢測領域,極大地提高了檢測精度。將機器視覺技術與焊接技術結合起來,實時檢測焊縫,可以提高工作效率和焊接質量,避免焊接過程中產生的弧光、煙塵對人體的傷害,降低焊接工人的勞動強度。本文針對自動焊接系統(tǒng)存在實時性低,適用性低,焊接精度低等不足,設計了一種基于激光視覺的焊縫跟蹤系統(tǒng)。將線激光發(fā)射到焊接工件表面形成激光條紋,相機采集焊縫圖像,通過圖像處理算法檢測激光條紋中的焊縫信息,識別焊縫特征點,保證焊槍時刻處于正確的焊接位置。對激光視覺系統(tǒng)的硬件組成進行設計,根據(jù)實際需求選擇相應的型號。對視覺系統(tǒng)進行標定,得到世界坐標系、相機坐標系、圖像坐標系與成像平面坐標系之間的轉換關系,獲取相機的內外參數(shù),并消除相機的畸變,提高焊縫圖像的質量。進行手眼標定,得到相機坐標系與機器人末端坐標系的轉換矩陣。使用高斯濾波器和直方圖均衡化處理焊縫圖像,減少圖像中的噪聲信息,增強激光條紋信息。采用局部自適應閾值分割對圖像進行分割,得到... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究進展與現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究進展與現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
第2章 激光視覺系統(tǒng)設計
    2.1 焊縫跟蹤系統(tǒng)的總體結構
    2.2 激光視覺系統(tǒng)硬件組成及選型
        2.2.1 工業(yè)相機
        2.2.2 光學鏡頭
        2.2.3 激光傳感器及濾光片
        2.2.4 系統(tǒng)保護裝置
    2.3 相機標定
        2.3.1 理想相機模型
        2.3.2 相機畸變
        2.3.3 相機成像轉換
    2.4 相機標定實驗及結果
    2.5 手眼標定
    2.6 本章小結
第3章 焊縫圖像預處理
    3.1 焊縫圖像處理基本概念
    3.2 焊縫圖像濾波
    3.3 焊縫圖像增強
    3.4 焊縫圖像閾值分割
    3.5 本章小結
第4章 焊縫特征點提取
    4.1 條紋中心線提取算法
        4.1.1 條紋中心線初步提取
        4.1.2 直線修正
    4.2 焊縫特征點識別
    4.3 圖像處理算法性能分析
    4.4 本章小結
第5章 焊縫跟蹤系統(tǒng)軟件設計
    5.1 系統(tǒng)總體控制構架
    5.2 焊縫跟蹤控制流程
    5.3 控制系統(tǒng)軟件設計
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文和獲得專利
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于視覺傳感的焊縫跟蹤系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J]. 郭志鵬,于治水,張培磊,王曼,陳磊.  輕工機械. 2016(05)
[2]工業(yè)機器人傳感控制技術研究現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢——基于專利文獻計量分析視角[J]. 柳倩,桂建軍,楊小薇,曲艷麗.  機器人. 2016(05)
[3]基于紋理特征的激光拼焊等厚拼縫跟蹤點識別方法[J]. 鄒媛媛,房靈申.  上海交通大學學報. 2016(S1)
[4]工業(yè)機器人的研發(fā)及應用綜述[J]. 孟明輝,周傳德,陳禮彬,馮淼,苗純正.  上海交通大學學報. 2016(S1)
[5]基于視覺引導的工業(yè)機器人示教編程系統(tǒng)[J]. 倪自強,王田苗,劉達.  北京航空航天大學學報. 2016(03)
[6]基于條紋式激光傳感器的機器人焊縫跟蹤系統(tǒng)研究[J]. 李琳,林炳強,鄒焱飚.  中國激光. 2015(05)
[7]基于量塊的線結構光視覺傳感器直接標定方法[J]. 鄒媛媛,趙明揚,張雷.  中國激光. 2014(11)
[8]淺論我國焊接技術的應用與發(fā)展[J]. 馬保衛(wèi).  科技與企業(yè). 2014(03)
[9]多關節(jié)焊接機器人軌跡誤差補償解耦分析[J]. 李雪琴,蔣紅海,殷國富,胡曉兵.  焊接學報. 2013(10)
[10]焊接智能化與智能化焊接機器人技術研究進展[J]. 陳善本,呂娜.  電焊機. 2013(05)

碩士論文
[1]基于CCD的焊縫檢測系統(tǒng)研究與軟件設計[D]. 盛宇佳.哈爾濱理工大學 2017
[2]基于激光視覺的焊縫跟蹤及糾偏系統(tǒng)[D]. 沈鵬程.中國計量學院 2015
[3]基于圖像技術的焊縫跟蹤系統(tǒng)的開發(fā)[D]. 張國亮.哈爾濱理工大學 2005



本文編號：3054482