基于结构光焊缝跟踪系统的研究

焊缝自动跟踪对提高焊接过程的自动化程度是非常重要的,本文采用结构光视觉的方法对焊缝进行检测和跟踪,研制了一套焊缝自动跟踪系统．在图象处理方面采用"LOG滤波"和"图象分割滤波'等有效的方法,经实验证明,实际焊接时的跟踪误差小于±0．5mm,能够满足一般焊接的要求．     

CCD视觉传感器及图像处理技术在焊缝自动跟踪中的应用

应用程序设计语言VISUAL BISIC研究开发了一种在电弧焊过程中进行轨迹跟踪的实时图像处理方法,由CCD面阵摄像机在焊接点之前摄取坡口图像,通过图像采集系统和计算机软件处理,得到坡口中心位置,以肖妆坡口中心相对初始坡口中心的偏差量为检测量,据此指引焊抢运动进行实时跟踪,轨迹跟踪精度可达0．5mm,如果用多台摄像机同时摄像,则可以检测出三维信息,大大提高跟踪精度。     

基于PLC视觉传感焊缝自动跟踪执行系统的实现

焊缝自动跟踪技术的研究对保证焊接效率和质量具有重要意义,本文建立了基于CCD视觉传感器和可编程控制器（PLC）焊缝自动跟踪执行系统,根据焊缝跟踪系统的实现功能设计了执行机械装置,根据控制点数要求设计了PLC控制电路和与横纵向电机的接口电路,并介绍了PLC与上位机的通讯程序,采用适当的PID参数,最终满足了焊缝自动跟踪的要求．     

射击密集度光电立靶测试系统的研究

射击密集度是低伸武器射击性能的一项重要指标．本文分析了传统的纸靶法存在的不足；论证了射击密集度光电立靶测试系统的测量原理和计算公式；介绍了系统的结构、特点和主要技术指标；通过靶场实弹试验，证明该系统能实现高效、准确、实时的自动测量．与原有纸靶法测量相比，在七组普弹的半数密集度半径(R50)时平均差值为0．36mm，最大差值为0．56mm，全部小于1mm，达到预期要求。     

联合变换相关器傅里叶变换镜头光学系统设计

针对联合变换相关器的目标识别的设计要求,为提高联合变换相关器光学特性,本文提出三片式傅里叶变换透镜的设计。该设计根据电寻址液晶EALcD和CCD对傅里叶变换透镜的匹配要求确定设计参数。工作波长为O．6328,um,焦距200mm,全视场角4°,相对孔径1：4。系统引入偶次非球面,使镜头结构紧凑、重量轻、筒长短。设计结果表明：在空间频率501p／mm时,光学系统的MTF大于0．8,接近衍射极限,像质优良,满足联合变换相关器的总体设计要求。     

兵器复杂关重件CAD／CAPP／CAM／CAT集成系统

利用多台CCD相机（包括线阵CCD和面阵CCD两种）、计算机技术和光学技术，组合成的分布式实时在线检测系统，集设计、工艺、制造和测试于一身，实现密封件外观与尺寸、密封件的内外径、厚度和上下唇边缘缺陷参数的在线检测，实现准实时处理，提高良品率，精度可达0．08mm，检测率可达120p／min，测量范围可达φ100mm。     

兵器复杂关重件CAD／CAPP／CAM／CAT集成系统

利用多台CCD相机（包括线阵CCD和面阵CCD两种）、计算机技术和光学技术，组合成的分布式实时在线检测系统，集设计、工艺、制造和测试于一身，实现密封件外观与尺寸、密封件的内外径、厚度和上下唇边缘缺陷参数的在线检测，实现准实时处理，提高良品率，精度可达0．08mm     

一种基于计算机视觉的螺旋焊管焊缝自动跟踪系统

根据钢管生产厂提出的要求,设计并研制了一种基于计算机视觉的螺旋管焊缝自动跟踪系统．该系统以CCD摄像头为传感器件,运用计算机视觉技术对获取的图像信息进行实时处理,并以视觉伺服的方式实现螺旋管焊缝自动跟踪．介绍了系统的工作原理及总体结构,并详细介绍了为加强工控机信号处理能力而设计的并行高速信号处理单元（DSP从系统）和采用多尺度小波变换实现模糊图像边缘检测的算法及其对实际焊缝图像的处理效果．     

基于多CCD拼接相机测角精度检测

在研制大视场、高精度光电测量设备过程中,采用多块CCD拼接技术是重要手段之一.,在分析多CCD拼接相机结构理论基础上,提出了多CCD拼接相机系统测角精度检测方法.实验结果表明,利用该检测方法与修正方法能够显著提高该系统测量精度,该方法可行且对其它光电测量设备有参考价值.     

可焊接铁和铝的新型焊接机

奥地利Fronius公司生产的CMT冷金属过渡焊接机主要用于焊接薄铝板和镀锌铁板。操作时，不需熔化铁，仅通过熔化表面的锌即可与铝进行焊接，焊接速度为每秒600mm，可焊接厚0．3mm～3mm左右的铝板。     

基于图像传感的焊缝自动跟踪系统设计

本文提出了一种基于图像传感的焊缝自动跟踪系统.系统应用CCD(Charge Coupled Device)图像传感器采集焊缝图像,并应用由VC 语言设计实现的图像处理软件对焊缝图像进行处理及特征值提取.基于图像传感的焊缝自动跟踪系统实现了焊接机器人对焊缝的实时自动跟踪.     

光电跟踪系统双内模控制研究

伺服系统是光电跟踪系统的核心,其性能决定了整个系统的跟踪能力,而伺服系统所采用的伺服控制技术直接影响着光电跟踪系统的跟踪精度。设计了一种前馈双内模控制,并与实际工程应用的各种高精度控制技术进行比较,仿真结果证明,双内模控制可以更好的提高光电跟踪系统的跟踪精度。     

基于视觉传感器焊缝跟踪轨迹自示教方法研究

介绍了一种基于视觉传感器在焊前采集焊缝信息,动态存储相关数据,从而记住从初始状态到目标状态的控制路径．施焊时,调用轨迹记录数据库,按照行走路径进行自动跟踪,从而达到自动焊接．进一步介绍了自示教的设计步骤及实现过程,并设计了图像处理流程和系统的监控界面．试验结果表明：该系统无需复杂的几何建模、仿真、示教编程,方法简单可行,无需考虑电弧、飞溅和烟尘等信号的干扰,提高了图像处理速度,从而可细化路径,提高焊缝跟踪精确度．     

高清内窥镜适配器光学系统设计

内窥镜适配器是内窥镜目镜与CCD成像系统之间的转接系统,主要应用在现代医用微创手术中。针对高清内窥镜适配器,使用ZEMAX软件优化设计其光学系统。参数要求为:入瞳直径为4mm,全视场角为15°,焦距为53mm。该内窥镜适配器结构为8组10片式,使用1英寸CCD传感器,像元尺寸为5.5μm。系统优化后,调制传递函数(MTF)在90lp/mm达到0.15,畸变小于0.2%,系统总长为73.7mm。说明该设计结果满足系统要求。实现了系统焦距较长,总长较短的光学特性。能够使内窥镜目镜与CCD之间完成较好的转接。     

基于结构光三维视觉焊缝跟踪系统的研究

研制了一套基于结构光三维视觉传感器的焊缝自动跟踪系统．其原理是,采用VC语言开发出图像处理软件,通过计算机准确提取三维视觉传感器检测到的焊缝的中心位置,再反馈到控制机构发出控制信号,控制执行机构,达到对焊缝的跟踪．并通过试验验证了基于结构光三维视觉传感器焊缝跟踪系统的可靠性．     

Seam tracking control for mobile welding robot based on vision sensor

To solve the seam tracking problem of mobile welding robot, a new controller based on the dynamics of mobile welding robot was designed using the method of backstepping kinematics into dynamics. A self-turning fuzzy controller and a fuzzy-Gaussian neural network (FGNN) controller were designed to complete coordinately controlling of cross-slider and wheels. The fuzzy-neural control algorithm was described by applying the Gaussian function and back propagation (BP) learning rule was used to tune the membership function in real time by applying the FGNN controller. To make the tracking more quickly and smoothly, the neural network controller based on dynamic model was designed, which utilized self-learning and self-adaptive ability of the neural network to deal with the partial uncertainty and the disturbances of the parameters of the robot dynamic model and real-time compensate the dynamics coupling. The results show that the selected control input torques make the system globally and asymptotically stable based on the Lyapunov function selected out; the accuracy of the proposed controller tracing is within ±0.4 mm and can satisfy the requirements of practical welding project.     

Study on Position Control System with Programmabl e Logic Controller

To solve the problems of mechanical cam, tracking in an automatic welding machine, a new method of programmable logic controller (PLC) tracking is presented. Based on analyzing the forming of welding tracking, a mathematical model of position control is set up. The experiments show that using a modified machine, PLC makes little welding positional error and can meet the product requirements.     

接缝的图象处理与特征值提取

在主动式视觉传感器的焊缝跟踪系统中,作者提出了新的接缝图象处理和特征值提取的算法,详述了直线段的调整、线段拟合算法以及接缝特征值的获取。经过误差分析,焊枪与接缝的实际偏差为0．2mm。