摘要：焊接凭借其可靠性强、精确度高、成本低等优点成为现代工业生产的重要金属连接加工技术。然而人工焊接难以...焊接凭借其可靠性强、精确度高、成本低等优点成为现代工业生产的重要金属连接加工技术。然而人工焊接难以满足日益提高的焊接速度和焊接质量的要求,且焊接过程的弧光辐射和烟尘等给长期从事焊接的工人身体带来危害。利用机器人进行自动化焊接来取代人工焊接是解决上述问题的方法之一,也是焊接加工行业的发展趋势。焊缝检测技术是实现机器人自动化焊接的关键技术,其中基于结构光视觉的焊缝检测技术具有精度高、速度快、非接触等优点,具有重要的研究与应用价值,本文对基于结构光视觉的不锈钢角焊缝检测关键技术进行研究。本文综合研究了焊缝检测技术的分类与发展、基于结构光视觉的焊缝检测技术的国内外研究现状,针对不锈钢角焊缝的检测提出技术方案。研究了摄像机模型、基于结构光视觉的三角测量原理并设计搭建了基于CMOS型工业摄像机、镜头、滤光片、结构光发生器的图像采集终端,根据工程需求论证确定了该图像采集终端与机器人间的Eye-in-Hand装配方式。研究了摄像机参数、结构光平面空间位置参数以及基于结构光视觉的图像采集终端和机器人间装配参数的标定理论与方法,采用Matlab软件的标定工具箱以及自主编写的算法程序进行实验,计算并优化得到上述参数。对不锈钢角焊缝图像特征进行了分析,提出了以Region of Interest(ROI)选定、图像滤波、特征检测、特征提取为主要流程的图像处理算法,并基于OpenCV库函数进行编程实现。通过对提取的不锈钢角焊缝特征点的像素坐标经过坐标转换得到对应机器人基坐标系下的焊缝特征点空间位置坐标。本文对所研究的基于结构光视觉的不锈钢角焊缝检测关键技术进行了实验验证。实验表明所设计搭建的基于结构光视觉的图像采集终端实现了测量功能,测量误差小于±0.145mm,平均误差为0.090mm;最终实现了焊缝位置的检测,焊缝位置检测与参考位置最大偏差小于0.96mm,平均偏差为0.35mm。更多还原显示全部
