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1、第卷第期哈尔滨理工大学学报年月,基于图像传感的焊缝自动跟踪系统设计,,,,,,,黄文怡刘立君梁波殷子强哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,黑龙江哈尔滨侧洲旧,大庆,黑龙江大庆瑞好能源科技有限公司摘要本文提出了一种基于图像传感的坏缝自动跟踪系统系统应用别唱】,图像传感器采集焊缝图像并应用由语言设计实现的图像处理软件对坪缝图像进行处理及特征位提取基于图像传感的坏缝自动跟殊系统实现了坪接机器人对坪缝的实时自动跟殊关健词坏缝跟殊自动识别图像传感中圈分类号峨又。文献标识码文章编号一一一万减刊‘林、几,,几,,‘阴刃‘,”一她,书“‘“和澎咭目阮,‘以山二,痴助巨铭沁叻阮由〕山旧·叫可扣狱,国呵昭,枯
2、加。’叮诵叱盯田电,既一山比昭嗯,如山洲而造成焊接质下降甚至失败,因此焊接条件的这筷心肾巨种变化要求焊接机器人能够实时检侧出焊缝的偏差,并调整焊接路径和焊接参数,保证焊接质的可、、焊接机器人可以提高效率优化质量改善劳动靠性所以对于焊缝自动跟踪系统的研究已经成为,,条件因而发展和应用焊接机器人对焊接工程起到中外焊接工作者研究的重点之一尤其是图像传感了巨大作用在焊接机器人施焊过程中,如果焊接条器及计算机图像处理技术的引人,大大促进了焊接件基本稳定,则机器人能够保证焊接质量但是,由系统的智能化,而其中最为关键的部分则是图像处于各种因素的影响,实际的焊接条件经常发生变理技术的合理应用〔卜数字图像
3、处理技术已愈来、、化川例如由于焊接时强烈的弧光辐射高温烟愈成为整个学科领域中必不可少的手段,特别是由、、口、、、,尘飞溅坡状况加工误差夹具装夹精确度表于其高度的灵活性和强劲的功能使计算机数字图、,面状态和工件热变形等影响会使焊枪偏离焊缝从像的摄取处理和控制系统具有广泛优势研究和发场一一收稿日期的以作者筒介黄文怡一,女,哈尔滨理工大学硕士研究生©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net哈尔滨理工大学学报第卷、展焊接过程自动化和智能化是保证焊接质量提
4、高本系统的激光器选择了西安精英光电技术有限生产效率和改善劳动条件的重要手段,是未来焊接公司研发设计的可直接输出线型光纹的场拼一技术的发展方向’’本文采用语言编写的图,型半导体激光器摄像机采用德国公,一形处理软件系统在焊接过程中实时动态地检测焊司设计的可更换不同焦距镜头的型彩,,缝信息控制焊接机器人自动跟踪焊缝色摄像机图像采集卡采用北京嘉恒图像技术有限公司研发的彩色图像采集卡焊缝跟踪控制系统硬件设计焊缝跟踪控制系统软件设计墓于图像传感的焊缝跟踪系统主要有三个组成,,、,部分如图所示分别是视觉传感图像处理和跟根据系统的功能要求应用语言设计系踪控制将传感器安装在焊枪前部观察焊缝,统实现软件程序
5、将摄像机采集回来的图像应用、由摆动扫描装里带动传感器内部包括一个摄语言编写的图形处理软件进行图像预处理图、、,像机和一个或两个半导体激光器摄像机前部是一像增强边缘检测特征值提取等步骤为焊缝自动,,、个光学滤光片允许激光通过但是可滤去所有其他跟踪控制提供必要的数据信息软件内容包括图像·、、、、的光,例如焊珍电弧传感器因此可噪声去除边缘检测图像增强图像编码几何变以非常接近焊接,、、、、电弧在焊缝跟踪过程中视觉传感器获得焊缝的图换正交变换图像复原图像分析图像形态等软像信息,并将信息传输到计算机,计算机对图像进行件主界面如图所示·图像处理,减少图像中的噪声污染,并加强焊缝特征信息信号,通过一定的
6、算法提取焊缝特征点,得到焊缝与电弧偏差此偏差作为跟踪控制系统的输人条件,依据控制算法进行处理,最后获得驱动信号控制焊炬运动,实现了焊缝跟踪过程实时控制,基于图像传感的焊缝跟踪系统装置如图所示圈圈像处理软件主界面应用此图像处理软件对角接焊缝图像进行了处理,图为角接焊缝原始图像,图为对原始图像应、、用了中值滤波去除噪声梯度算子进行边缘检侧中,心值提取后的图像该软件程序结构清晰简单易,,,懂可读性较好程序准确度高公共控件或类都建,,立了使用模板保证了软件的可重用性可基本满足对焊接图像的处理要求©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingH
7、ouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第期黄文怡等基于图像传感的焊缝自动跟踪系统设计分上一个输出量作用,于系统后当前焊炬位里与上一次给定值之间的偏差值和本次处理所得到的焊缝中,心与当前焊炬位里的偏差量很显然控制算法的针对补偿的是前一个偏差量,而后一个偏差最,可被看成是随动系统的给定来处理偏差检测模块功能为计算焊缝中心点与相对基准线的偏差值,计算出相对变化的偏差值,对偏差过大的值,系统采取
