基于激光視覺的焊縫跟蹤系統(tǒng)方案

、自動構(gòu)成,抗場干擾能力強等優(yōu)點，被認(rèn)為是焊縫檢測的要開展方向。線法是一種直接獲取深 度圖的方法它可以獲取焊縫的二維半信息的焊縫跟蹤系統(tǒng)如圖1所示，要3個組成局部分別是圖像處理和跟蹤控制CCD攝像機垂直對準(zhǔn)工件,器傾斜布置，器打?qū)绲?，?jīng)柱透鏡形成一片照射到工件上形成一條寬度很窄 的帶。當(dāng)該帶被工件反射或折射,經(jīng)濾片保存器的的，濾的，后CCD攝像機成像。處工件垂直方向深度，垂直工件的方向，反射成一折線,折線反焊縫的三維置系。計算機對采集圖像行圖像預(yù)處理，減少圖像的噪聲污染，并加強焊縫征信息信號，通 過一的算法提取焊縫征點,得到焊縫電弧偏差。此偏差作為跟蹤控制系統(tǒng)的輸條件,依據(jù)控制算法行處理，后獲得驅(qū)信號控制焊炬運，實現(xiàn)焊縫跟蹤過程實時控制。二、自動

1系統(tǒng)構(gòu)成器本系統(tǒng)決宦采用半導(dǎo)體器半導(dǎo)體器是以半導(dǎo)體為工作介質(zhì)超小形、髙效率結(jié)構(gòu)簡單價格廉價作速快范帀列本采用 紅字極管通過變換條 。文獻(xiàn)通過測MIG焊弧的譜范圍，提岀弧的范圍為150?。通過比擬弧 普通二極管，認(rèn)為焊器所二極管的可選擇適當(dāng)?shù)钠饕詼p少弧的干擾。參考多篇文獻(xiàn)，系統(tǒng)選用弧干擾650的條形半體器。攝像頭 CCD和濾片本系統(tǒng)采用而陣型CCD工業(yè)攝像頭，主要考慮貝性能穩(wěn)左，工作可靠的特點，要求CCD尺寸1/3〞，幀率25fps以上。采用中心波長650nm的窄帶濾光片〔配合激光器光源的中心波段〕安裝在CCD攝像機的鏡頭前，苴能有效地排除焊接區(qū)弧光的干擾，防止焊縫的特征信號被弧光淹沒。濾光片既能保證激光順利進入CCD,又可以到達(dá)最大的信噪比。本系統(tǒng)視覺采集系統(tǒng)布局采用激光器傾斜照射，攝像機垂直接收的方式。這樣 1〕由于 激光器偏轉(zhuǎn)一宦的角度，而且角度可以任意調(diào)整，使得激光束可要以任意射到 前。而D垂直攝可以最大度弧光區(qū)的干擾〕激光器、D焊在上的，使得攝的像可以地焊縫焊的在左度上發(fā)偏的，特在度偏上得直。裝苣冷卻吹灰裝宜為保證 CCD激光器在強熱的周邊環(huán)境下穩(wěn)左長時正的工作，可考慮設(shè)計一個冷 卻吹灰系統(tǒng)。采取循環(huán)冷卻水方式，并設(shè)汁由熱敏電阻組成自動溫控系統(tǒng)，當(dāng)傳感器內(nèi)部溫 度于CCD激光器正工作溫度，自動切斷 CCD激光器的電源并報警。焊接過程中 還伴有強烈的弧光、飛濺煙塵，特別煙塵可能導(dǎo)致整個像充滿白色而本無法辨激 光條帶，從而增焊縫像預(yù)處理的難度。設(shè)汁吹灰系統(tǒng)可采取在焊炬?zhèn)鞲衅鞯闹写等?氣，這樣就本上排除了煙塵像的干擾，也減少了弧光飛濺像造成的干擾。擋光板防飛濺透明片由于弧光飛濺干擾，通過CCD攝像機采集的焊縫坡口像將難于識別，大大增了 像處理的難度，在傳感器焊炬之設(shè)計安裝了一塊防飛濺擋板，擋光板可以阻擋焊接時 一局部CCD減少它們采集像的影響。防飛濺透明片的功能是防止焊接時的飛濺損傷柱透鏡濾光片，并防止焊接時的煙塵影響激光的質(zhì)量CCD攝像機拍攝像的質(zhì)量。、焊縫自動跟蹤系統(tǒng)軟件設(shè)計本軟件系統(tǒng)采用 VisualC卄，軟件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如2所示。軟件系統(tǒng)由四大模塊組 成：像采集模塊像處理模塊像檢測/識別模塊焊縫信息提取模塊。2軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)像處理由于在像的采集過程中存在著大量的噪聲信號，在像的傳送轉(zhuǎn)換過程中也會造成 圖像質(zhì)量的降低，因此像處理一般首先應(yīng)用濾波技術(shù)恢復(fù)技術(shù)像進行降噪處理足實時快速性要求采用空間域方法直接對象素運算修正、英是一種非線性的方法它用來抑制中的噪聲而不使其邊緣模糊。分割是將數(shù)字分割為互不相交〔不重疊〕區(qū)域的技術(shù)和過程它一般把灰度像變換為二值。分割是分析中的關(guān)鍵問題通過分割可以提取區(qū)域或。本系統(tǒng)分割的方法值分割和邊緣。,圖邊緣直線和等邊緣的邊緣對其以提取邊緣。邊緣可的立點和立區(qū)域這 些點和區(qū)域?qū)φ麄€系統(tǒng)來是一種噪聲需要濾掉。提取中心一般是通過垂直方 向掃描來獲取邊緣點作為特征點然計算岀中心坐標(biāo)。實際的范困內(nèi)可 近似為一條線此時可利用一些數(shù)學(xué)方法〔如最二乘法〕合出軌跡坐標(biāo)。特征提取提取特征的目的是的動跟蹤及為接參數(shù)的控制等提供所需要的信息。視覺 傳感器及其層提供了被采集的表而輪廓選取什么樣的特征和采用什么樣的 特提取算法取決實際的形式和用需要。英中特征參數(shù)提取的過程和算法也具一 龍的共性需要髙層次上描述的輪廓而提取信息算法要具實時性結(jié) 果要具高精度。重要的是找到拐點確圧了拐點可描述判斷提取的特征類型如V、UV研究點判斷識別參跟蹤控主由工控機動控卡步動機步機控器疋機 構(gòu)及走機構(gòu)控器組成。本系統(tǒng)選擇激視覺傳感器作為動跟蹤系統(tǒng)的傳感器,采集接外表信息通過像采集卡輸入到計算機中然通