基于视觉的机器人焊缝自动跟踪系统设计与开发
为满足社会经济与科技的发展需求，以机器视觉、机器人为核心的人工智能技术在实际焊接生产过程中的应用日益广泛。由于传统焊接技术单一性与局限性，焊接制品质量易受技工水平、生产环境以及焊接材料等因素的影响;焊接作为十分重要的生产加工方式，结合先进智能制造技术进行相关研究，对降低人工劳动强度、提高焊接生产效率、改善焊接生产环境有着重要意义。 本文针对基于视觉的机器人焊缝自动跟踪系统进行设计与开发，主要工作内容如下: (1)对主动线结构光测量技术的原理及特性进行分析，确定视觉检测传感器结构与构建选型，并搭建焊缝自动跟踪系统硬件研究平台;建立视觉检测传感器数学模型，完成视觉检测系统的标定。 (2)结合相关图像预处理方法对采集源图像进行预处理，探究不同预处理方法对焊缝线结构光图像的影响以及不同图像滤波方法的降噪能力。通过分析不同边缘检测方法对焊缝图像的影响，选取合适的处理方法，并在其基础上对线结构光细化方法进行相应改进与优化。最后根据得到的细化图像，对线结构光中心线进行直线拟合，建立线结构光中心线方程，并求解得出焊点的位置信息。 (3)对库卡外部传感器接口的控制原理进行分析，通过设计相关配置文件，完成PC机与库卡机器人的数据传输工作。结合VS、halcon、OpenCVSharp对焊缝自动跟踪系统上位机软件界面与功能进行混合开发。 (4)通过设计焊缝提取实验，将图像处理得到的焊缝位置与实际焊缝位置进行对比分析，探究本系统的焊缝检测精度。设计机器人自动跟踪控制实验，检测外部PC机与机器人控制系统是否稳定进行数据交换，是否稳定将检测得到焊点位置信息周期性的传输到机器人控制系统并引导工业机器人完成相应激光焊接任务。
焊缝机器人;自动跟踪系统;图像预处理;控制策略;机器视觉
北京化工大学
硕士
机械工程
张亚军
2020
中文
TP242.2
2020-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）