基于激光视觉检测的焊缝自动跟踪系统研究

旨在提高焊缝跟踪精度和焊接质量,提出一种基于激光检测自动焊缝跟踪系统。该系统由激光视觉部件、控制器、步进电机和十字滑架组成。当系统工作时,由激光视觉部件检测焊缝的当前位置与目标位置之间的偏差,控制器基于该偏差确定纠偏量,步进电机驱动十字滑架以纠正焊枪横向与纵向位置偏差。搭建出系统物理样机,进行了焊缝跟踪试验。试验结果表明,基于激光视觉检测的焊缝跟踪误差可控制在0. 5 mm 之内,其在精密焊接领域具有较大应用前景。     

图像处理技术在焊缝跟踪中的应用

随着焊接过程自动化和智能化的发展,基于图像处理技术的焊缝位置检测和焊接缺陷检测过程越来越受到国内外学者的重视.本文对焊缝自动跟踪系统中有关图像处理方面的研究内容作了一些介绍,详细分析了图像处理技术在焊缝跟踪过程中的应用,其中包括图像预处理,图像分割,边缘检测和特征点提取等图像处理过程,总结了一些传统和新型的图像处理算法,并讨论了各自的优缺点.     

计算机视觉在焊缝跟踪控制中的应用

研究一种基于计算机视觉的焊缝跟踪控制系统,重点论述焊缝图象分割和边缘提取的理论方法,通过对视觉传感器CCD检测到的弧焊区图象进行处理来准确地识别焊缝位置,从而有效地提高焊缝跟踪精度。     

基于线激光视觉的机器人焊缝跟踪鲁棒控制方法

为了解决机器人在高速状态下进行焊缝跟踪时在拐角处产生的失真变形问题,提出了一种基于线激光视觉的机器人焊缝跟踪鲁棒控制方法。该方法通过视觉系统的预测量获得焊缝轮廓信息,对焊缝拐点进行识别并辨认拐角区域,对不同的轮廓部分采用不同的控制策略,同时引入自动校正过程,校正实际生产过程中的装配误差。实验结果表明该方法可以实现可靠的检测与跟踪,解决了高速状态下的运动轨迹失真问题,有效地提高了机器人焊缝跟踪的速度与精度,并确保系统在外界干扰的情况下仍能保持准确和稳定的运动,增强了系统的鲁棒性。     

双队列控制的激光视觉焊缝跟踪系统研究

设计与实现了一套激光视觉引导的焊缝自动跟踪系统,包括系统的整体硬件构成和关键算法。在工业机器人末端安装激光视觉传感器构成焊缝跟踪系统的硬件部分。采用小波变换滤除焊缝图像噪声,采用改进的Steger算法和Hough变换方法提取激光条纹中心直线,进一步提取出焊缝位置。提出一种双队列控制策略,在采集的焊缝特征点的基础上进一步插值,从而实现激光视觉引导的焊缝自动与平滑跟踪。实验结果表明,该系统具有较好的跟踪精度,能满足工业实际需求。     

基于嵌入式uClinux的焊缝检测与跟踪系统

为解决焊接加工自动化过程中焊枪与工件之间的跟踪检测系统安全性差的问题，提高检测精度及可靠性，自行研究开发了以弱磁传感器(GMR)作为信息提取的器件，同时在系统软件设计中用uClinux嵌入式操作系统来增强系统的稳定性。     

模糊神经网络PID控制在焊缝跟踪中的应用

1 Introduction Real- time seam tracking is the key step for welding automation. Because welding itself is a complex process, the factors that affect the welding have uncertainty and non - linear characters. Therefore, classical control in seam tracking cannot carry a satisfying result. In latter- day, Fuzzy mathematic and Neural Network appearance, being used on uncertain nonlinear system, and have a good effect. The hybrid controller, which combines Fuzzy con- trol and PID control, uses F…     

一种基于激光结构光的焊缝跟踪视觉传感器

焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的关键.本文在总结不同焊缝跟踪传感器研究的基础上,设计了一种基于激光结构光的视觉传感器.针对不同类型焊缝(V形、U形坡口焊缝、搭接、对接焊缝和第一道焊焊缝、多道焊焊缝等)的图像特点,开发了焊缝激光图像处理模块库,可以提取出焊缝特征点位置坐标,实现焊缝跟踪.实验证明,传感器具有较高的精度和可靠性,并对焊缝跟踪系统具有一定的普适性.     

激光视觉搭接焊缝的图像识别

研究了激光视觉搭接焊缝的图像识别方法。针对原始焊接坡口激光图像中的噪声,比较了均值滤波和中值滤波去噪方法,提出了一种改进的滤波方法,采用自适应阈值调整的最大方差法计算滤波图像的二值化阈值,从而实现对图像的分割。针对搭接坡口激光图像提出了三种坡口中心位置的识别和提取方法,并通过图像处理实验比较了三种识别方法的坐标误差、识别正确率。试验证明,最大方差法的图像处理过程和快速Hough变换识别法有效,能满足焊缝实时跟踪的要求。     

位置敏感探测器在转角测量中的应用

简要介绍了位置敏感检测器 (PSD)的基本原理和特点 ,以二维PSD为核心器件 ,设计制作了单镜二维激光扫描器转角测量系统。采用光学滤波和PSD后续信号处理电路相结合的方式 ,有效地消除了杂散光和暗电流的影响。对PSD作了位移标定 ,该系统可实现 30°二维转角测量 ,分辨力为 30″。     

基于PSD的微位移传感器

微弱电流的放大与处理是基于位置敏感探测器(PSD)的微位移传感器的关键技术。分析了电流—电压转换原理,指出转换误差主要来源于偏置电流及失调电压。应用屏蔽、Guard、避免自激等技术设计了前放电路,实现了微弱电流信号的提取。传感器工作距离为10 mm,测量范围为±0.5 mm,采用精度为±0.5μm的装置驱动钢板进行微位移测量,实验数据表明:传感器分辨力为±0.5μm,检测精度为±2%。     

一种基于PSD红外线位置传感器的设计

在介绍位置敏感器件(PSD)基本原理的基础上,提出一种以PSD为核心器件,应用于纠偏系统的红外线位置传感器的设计方法。介绍了该传感器的结构和测位原理,给出了硬件和软件的相关设计,分析了影响该传感器检测位置精度的因素,并提出了相应的解决办法。该位移传感器可检测的物体的最大运动位移为±18.5mm,检测精度优于0.1mm,采样频率可达1.5kHz。     

基于PSD激光三角测量的非线性校正电路

激光三角测量是目前非接触测量的主要方法之一,由于位移量与像面上光点位置的关系不是线性的,这在用位置敏感探测器(PSD)构成的探测系统中造成了非线性问题。提出一种新的模拟信号处理方法和电路补偿了这种非线性,实现了非线性校正。     

基于PSD的高精度太阳敏感器电子学系统设计

针对目前国内太阳观测成像仪器稳像系统的需要,提出了一种基于位置敏感探测器(PSD)的高精度太阳敏感器电子学系统的设计,有针对性地提出了提高灵敏度的设计方案和降低系统噪声的具体措施.该系统噪声水平低于4 nA,在工作范围中心区域具备了0.3"的高分辨能力,可以配合偏摆镜结构组成稳像系统,服务于夸父和SPORT计划等具有高分辨率成像需求的太阳成像仪器.     

PSD的光电响应特征及其在杨氏模量测量中的应用

针对目前大学教学中较为广泛应用的材料杨氏弹性模量测量方法和测量结果准确性方面存在的问题,对位置敏感探测器(PSD)的光电响应特性进行了系统的分析与研究,并利用此响应特征,基于杨氏弹性模量静态测量方法与原理,设计了两次复式光放大的新型传感方式,应用PSD作为微量位移测量的传感器,在小空间内实现了微测量放大的作用,使杨氏弹性模量测量结果的精度提高了1个数量级。     

一种消除PSD背景光干扰的新方法

光电位置敏感探测器(PSD)已应用到非接触式高精度动态位移测量中。但在实际应用中经常受到背景光的干扰,直接影响到测量系统的精度和可靠性。根据PSD的工作原理,分析了杂光下的输出信号与杂光的非线性关系。提出采用比例积分微分(PID)控制激光二极管的驱动电源来消除PSD背景光补偿方法,并设计了硬件补偿电路,实验结果和实际应用均表明:该方法能有效地消除背景光的干扰,可大大增加PSD的实用性。     

改进型二维位置敏感探测器检测误差的校正

分析了改进表面分流型二维位置敏感探测器(PSD)的工作原理及信号调理电路,针对PSD位置检测误差大的缺点,设计了利用万能工具显微镜进行标定的实验系统,运用误差理论对传感器在A区和B区的X向及Y向位置测试数据进行了校正。实验结果表明:应用这种校正方法,可减少PSD的位置检测误差,其中,A区位置检测误差可减少到±0.02mm。     

色噪声下卡尔曼滤波焊缝跟踪算法与试验研究

精确控制激光束使其始终对中并跟踪焊缝是保证激光焊接质量的前提．以大功率光纤激光焊接Type304不锈钢为试验对象,研究一种有色噪声环境下应用卡尔曼滤波最优状态估计预测激光束与焊缝路径偏差的方法．使用高速红外视觉传感器摄取焊接区红外热像,提取焊缝位置参数并构成状态向量,建立基于焊缝位置参数的系统状态方程和焊缝位置测量方程．针对系统动态噪声为有色噪声,通过扩展状态变量的方法建立有色噪声环境下的卡尔曼滤波算法,对焊缝位置进行最优状态估计并得到最小均方差条件下的焊缝偏差最优预测值,消除系统噪声对焊缝偏差测量的影响．焊接试验结果表明新方法可有效抑制有色噪声干扰并提高焊缝跟踪精度．     

基于PSD的静电悬浮位置测量与控制系统设计

建立了基于位置敏感探测器(PSD)的静电悬浮三维位置信息测量与控制系统,分析了PSD的结构与静电悬浮位置测量与控制原理.系统采用单片机STC12C5A60S2处理PSD输出信号,得出悬浮样品位置信息与PSD输出电压的对应关系,实现单片机与上位机的通信,对测量的位置数据进行分析、处理以及悬浮样品位置控制.利用锆材料进行悬浮实验,实验结果表明:建立的测量系统能实现样品位置信息的非接触测量与稳定悬浮,具有测量数据可靠,运行稳定等优点,为材料悬浮加热和深过冷研究奠定了基础.