焊接機器人對于焊接工藝過程的自動化具有重要價值�，F(xiàn)有的焊接機器人可實現(xiàn)直線焊縫的自動化焊接,但對于曲線焊縫仍存在一定困難。針對上述問題,論文引入機器視覺技術(shù),提出一種可識別跟蹤曲線焊縫的焊接機器人系統(tǒng)方案。系統(tǒng)首先利用圖像處理算法識別出特征像素坐標,進而通過視覺引導實現(xiàn)曲線焊縫的自動焊接和焊接質(zhì)量評估。論文工作對提升我國制造業(yè)焊接裝備水平具有積極意義,論文的主要研究內(nèi)容如下:（1）系統(tǒng)方案設(shè)計:針對視覺引導的焊接機器人實際需求,確定了系統(tǒng)總體方案。論文細化了視覺引導和無損探傷方案,并對相關(guān)硬件設(shè)備進行了選型。視覺引導采用單目視覺檢測焊縫,焊接質(zhì)量評估采用電磁傳感器進行無損探傷。（2）圖像處理:對焊接過程中采集的圖像進行圖像處理,采用中值濾波對圖像平滑處理,Deriche算子提取圖像邊緣特征,接著利用高速面積濾波算法進一步去除干擾,最后利用直方圖分割和伽馬校正進行圖像增強。（3）焊縫路徑規(guī)劃:在像素坐標系內(nèi),利用Opencv識別處理圖像像素點,得到焊縫上下線坐標,進一步提取焊縫中心線條的像素坐標。利用Hermite插值算法求得初始點的坐標。焊接位姿采用焊槍與焊縫平面呈75?,焊槍與焊點法... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 機器視覺及其應用
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 焊接機器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 焊縫識別技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 機器人視覺控制研究現(xiàn)狀
        1.3.4 無損探傷研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)計方案
    1.5 本課題主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 系統(tǒng)平臺搭建
    2.1 系統(tǒng)平臺的總體架構(gòu)
    2.2 機器人執(zhí)行系統(tǒng)
        2.2.1 機器人本體
        2.2.2 主控計算機
    2.3 焊接系統(tǒng)
    2.4 視覺傳感系統(tǒng)
        2.4.1 CCD工業(yè)相機
        2.4.2 圖像采集卡
        2.4.3 激光發(fā)射器
    2.5 焊后探傷系統(tǒng)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 機器人視覺標定
    3.1 攝像機標定
    3.2 機器人工具坐標系的標定
    3.3 手眼標定
    3.4 標定實驗
    3.5 本章小結(jié)
第四章 焊縫圖像處理
    4.1 圖像的預處理
        4.1.1 鄰域平均法
        4.1.2 中值濾波
        4.1.3 雙邊濾波
        4.1.4 實驗結(jié)果對比分析
    4.2 圖像邊緣檢測
        4.2.1 Roberts算子
        4.2.2 Sobel算子
        4.2.3 Laplacian算子
        4.2.4 Canny算子
        4.2.5 Deriche算子
    4.3 面積濾波
    4.4 圖像增強
    4.5 本章小結(jié)
第五章 焊接路徑規(guī)劃
    5.1 焊接件裂紋坐標提取
    5.2 初始點識別
    5.3 末端執(zhí)行器角度轉(zhuǎn)化
    5.4 仿真分析
        5.4.1 Hermite插值得初始點仿真
        5.4.2 位姿調(diào)整仿真
    5.5 本章總結(jié)
第六章 系統(tǒng)軟件開發(fā)與焊接實驗
    6.1 軟件環(huán)境
    6.2 軟件界面
        6.2.1 通信方式
        6.2.2 手動焊接
        6.2.3 自動焊接
        6.2.4 焊接評估
    6.3 焊接實驗結(jié)果
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬材料沖擊疲勞損傷的渦流熱成像檢測[J]. 鄒涵,楊隨先,曾金晶,蘇志偉.  無損檢測. 2016(03)
[2]鋼橋疲勞裂縫的紅外熱成像無損檢測[J]. 嚴園,鄒蘭林,周興林.  應用科學學報. 2016(01)
[3]基于機器視覺焊接軌跡搜索算法[J]. 李琳,李春,鄒焱飚.  焊接學報. 2015(06)
[4]基于視覺測量激光焊接復雜焊縫跟蹤控制[J]. 甄恒洲.  大連大學學報. 2013(03)
[5]汽車拼焊板全自動激光焊接系統(tǒng)[J]. 李斌,郭漣,郭平華,王征,鐘如濤.  電焊機. 2013(02)
[6]中國焊接制造領(lǐng)域?qū)W科發(fā)展研究[J]. 李曉延,武傳松,李午申.  機械工程學報. 2012(06)
[7]粉末篦齒盤疲勞裂紋特征及無損檢測可靠性分析[J]. 趙秀梅,張傳明.  無損探傷. 2012(01)
[8]基于聲發(fā)射監(jiān)測的綜合無損檢測技術(shù)與飛機疲勞試驗定壽[J]. 耿榮生,景鵬.  應用聲學. 2012(01)
[9]新松機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展及應用[J]. 徐方,鄒風山,鄭春暉.  機器人技術(shù)與應用. 2011(05)
[10]新型無衍射柵型結(jié)構(gòu)光投影系統(tǒng)[J]. 干江紅,周莉萍,陳良洲,徐龍.  華中科技大學學報(自然科學版). 2011(05)

博士論文
[1]焊接機器人焊接路徑識別與自主控制方法研究及應用[D]. 劉衛(wèi)朋.河北工業(yè)大學 2016
[2]SAR圖像相干斑抑制算法研究[D]. 陳少波.華中科技大學 2010
[3]基于機械手的視覺伺服控制及其應用研究[D]. 邱聯(lián)奎.中國科學技術(shù)大學 2006

碩士論文
[1]軸承內(nèi)圈疲勞狀態(tài)評估方法研究[D]. 劉杰.東南大學 2018
[2]基于圖像方法的軸承套圈磁粉探傷技術(shù)研究[D]. 劉金肖.東南大學 2017
[3]基于聲發(fā)射的軸承滾動接觸疲勞量化診斷技術(shù)研究[D]. 裴桃林.燕山大學 2016
[4]滾動軸承噪聲檢測及故障診斷實驗平臺設(shè)計[D]. 王波.寧夏大學 2015
[5]基于激光視覺傳感的機器人焊接系統(tǒng)及多層多道規(guī)劃研究[D]. 張洵.上海交通大學 2015
[6]基于雙目視覺的機器人焊縫識別及軌跡規(guī)劃研究[D]. 陳熙引.華南理工大學 2015
[7]視覺引導的焊接機器人焊縫跟蹤控制技術(shù)的研究與開發(fā)[D]. 閆文才.江南大學 2014
[8]基于視覺導引與電弧跟蹤的焊接機器人系統(tǒng)[D]. 張巧琳.上海交通大學 2013
[9]基于激光結(jié)構(gòu)光視覺傳感的焊縫圖像處理[D]. 王平.上海交通大學 2010
[10]基于PUMA560機器人的視覺伺服控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉鋒.蘭州理工大學 2007



本文編號：3375625