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1、分类号学号M201170537学校代码10487密级硕士学位论文基于机器视觉的激光焊缝自动跟踪系统的研究学位申请人：吴扬学科专业：机械电子工程指导教师：王平江副教授答辩日期：2014年1月10日万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchofAutomaticSeamTrackingSystemforLaserWeldingBasedonMachineVisionCandidate:Wu,YangMaj
2、or:MechatronicEngineeringSupervisor:AssociateProf.Wang,PingjiangHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本
3、人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要激光焊接具有能量密度高、加热区小、焊接距离长、可焊材料种类多、易于
4、焊接过程自动化等诸多优势，现已被逐渐广泛应用在机械制造、航空航天、能源交通、石油化工等行业当中。随着其应用的深入，相应的工艺、焊接过程控制等方面也得到了广泛的研究。由于激光焊接具有非线性、时变且干扰因素多的特点，焊接过程会出现焊缝变形而导致焊枪偏离焊缝，因此，焊缝自动跟踪系统便成为焊接自动化研究的一个重要方向。本文在吸纳相关成熟的焊缝视觉检测技术的基础上，借助于本课题中的激光焊接专用机床，设计了一种基于机器视觉的焊缝自动跟踪系统，并对其实现方法作了详细阐述。针对航空领域两种常见焊缝：对接焊缝和T型接头角焊缝的各自特点，分别采用了基于微景深和基于线结构光的测量方法并
5、在此基础上进行方案实施。结合激光焊接专用机床的结构特点，在分析了两种焊缝偏差调整方式：分解式和独立式的各自优劣后，确立了独立式的焊缝自动跟踪系统执行机构方案。通过利用焊接专用机床基于开放式数控系统的控制结构扩展性好、兼容性强的特点，设计了焊缝自动系统控制系统的硬件实现。对焊接跟踪过程的轨迹进行了建模，推导出基于前瞻处理的焊缝跟踪处理公式，并在基础上完成焊缝跟踪的控制策略设计。针对航空领域T型接头角焊缝的双光束焊接作了焊缝跟踪应用分析和路径优化研究。结果表明，本文设计的焊缝自动跟踪系统可以准确的对焊接过程中出现的偏差进行实时调整，能够满足实际加工中的焊接要求。关键词
6、：激光加工焊缝跟踪机器视觉模糊控制路径优化I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractLaserweldinghasavarietyofadvantages,suchashighenergydensity,smallheatingzones,longdistancewelding,weldingmaterialvarietyandeasyweldingprocessautomation,soithasbeenincreasinglywidelyusedinmachinerymanufacturing,aerospace,energy,transportati
7、on,petrochemicalandotherindustries.Withthedeepeningofitsapplication,thecorrespondingprocess,weldingprocesscontrolandotheraspectshavebeenextensivelystudied.Asthelaserweldinghasthefeaturesofnonlinear,time-varyingconfounders,itwillappearseamdeformationinweldingprocesswhichcausesweldingto
8、rchde
