管道焊接激光视觉系统的红外测温实验研究

焊接温度场对于管道焊接机器人的视觉系统能否正常运行有重要影响,因此,有必要测量焊接熔融区域的温度分布场,为确定相机的工作距离提供依据。根据红外热像仪的测温原理,通过比较视觉传感器处于不同高度时的温度分布场,得出了相机的最佳安装高度范围。在焊接实验中,每次将相机下降10mm记录温度场分布。实验结果表明:相机的最佳工作距离为115mm~165mm,在此范围内能保证视觉传感器获取图像的质量和相机寿命。     

管道焊接激光视觉跟踪的定位方法研究

为解决在管道自动焊接过程中V型坡口的识别定位问题,提出了一种基于激光视觉传感的局部区域内分步式定位方法。首先建立模板匹配,利用模板匹配方式获取焊缝初始位置区域;然后采用阈值分割和边缘提取获得激光条纹边缘线,通过Shi-Tomasi算法对边缘线进行角点检测,得到边缘线上的亚像素角点位置坐标;最后采用最小二乘法拟合得到精确的边缘直线,对上下边界线求平均值提取激光条纹的中心线,求取直线的交点得到坡口轮廓的拐点信息。通过对实际焊接现场拍摄的50幅同一高度不同位置的图像进行检测,结果表明,分步式定位方法抗干扰性强,精度较高,为完成整个跟踪自动焊接过程奠定了基础。     

通用型外螺纹视觉测量方法研究

针对不同牙型的外螺纹轮廓,研究通用型视觉测量算法,解决了一种算法测量多种牙型外螺纹的问题。借助双远心测量系统测量7种不同型号及尺寸的螺栓,验证了该算法的通用性。采用亚像素边缘提取方法,测量精度可达0.03mm,证明了该算法的准确性和可行性。     

基于机器视觉的管道焊接跟踪技术研究

针对爬行焊接机器人在管道自动焊接中对典型的V形坡口焊缝的定位与中心线的提取,设计了一种基于激光视觉检测的自动焊缝跟踪系统。提出了一种基于激光条纹图像特征的两步定位方法:第一步,建立模板匹配,利用模板匹配方式获取激光条纹位置区域;第二步,采用阈值分割和中心法提取激光条纹中心线,然后采用Shi-Tomasi算法对中心线进行角点检测,经过拟合直线求交点和逐列扫描对比得到焊缝坡口的4个拐点信息,并确定焊缝中心。通过对实际的焊接过程进行测试,结果表明:跟踪系统的平均纠偏误差在2像素以内,平均处理纠偏时间在120 ms以内,具有较高的精度和实时性。