遥控焊接视觉监视系统研究

摘要

随着现代工业技术的不断发展，对焊接的质量要求也越来越高。传统的焊接技术一般都依靠焊接电压或是电流对焊接质量进行控制，这样只能够通过焊接过程中的反馈数据来间接分析焊接质量。可是为了能够更加直观的去分析焊接质量，本文介绍并研究了遥控焊接视觉监视系统，主要围绕着硬件系统、软件系统以及监控结果进行理论的分析与研究。
　　 硬件设计部分主要是根据实验的具体要求，选择合适的CCD以及图像采集卡，并分析了CCD的成像原理以及相应的特征参数。除此之外，为了克服TIG焊接过程中电弧的光照强度以及连续的光谱，还使用了光谱仪对TIG焊接电弧进行采样并分析光谱成分，从而选取合适的波片。
　　 软件设计部分主要是基于LabVIEW软件开发平台编写的一套图像采集与图像处理程序。在设计过程中，为了满足焊接监控过程中能够清楚的看到电弧与熔池，引入了低通滤波、二值化、边缘提取等图像处理算法。除此之外，为了确定电弧与熔池的相对位置以及能够保存监控图像信息，还增加了边缘定位模块以及监控录制模块。
　　 本文主要是对TIG焊接电弧进行监控，主要是通过该套监控设备监控TIG焊接电弧的形态变化，并且通过相应的边缘提取算法来提取TIG焊接电弧的有效信息，通过提取的数据进一步分析焊接过程中电弧与焊缝的相对位置。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

符号说明

第一章 绪论

1．1 遥控焊接技术发展现状

1．2 焊接过程监视技术发展现状

1．2．1 焊接过程监视技术的发展现状

1．2．2 焊接传感器

1．3 焊接电弧图像采集与处理

1．3．1 焊接图像采集与图像处理技术的发展

1．3．2 焊接图像技术的相关概念

1．4 本课题研究的意义、主要内容及难点分析

1．4．1 本课题研究的意义

1．4．2 本课题研究的主要内容

1．4．3 本课题难点分析

第二章 遥控焊接视觉监视系统实验平台的设计

2．1 机械系统的设计

2．1．1 丝杠传动机构的设计

2．1．2 焊枪夹持机构的设计

2．1．3 工作平台的设计及工件的选取

2．2 电控系统的设计

2．2．1 伺服系统的选择

2．2．2 电机的选取

2．2．3 电机驱动器的选择

2．3 本章小结

第三章 遥控焊接视觉监视系统硬件设计

3．1 CCD的选取

3．1．1 CCD的分类与选择

3．1．2 数字CCD的介绍及选型

3．2 图像采集卡的应用与介绍

3．3 波片的选取

3．3．1 滤波片的选取

3．3．2 减光镜的选择

3．4 本章小结

第四章 遥控焊接视觉监视系统软件设计

4．1 IMAQ ViSion模块

4．1．1 图像采集模块

4．1．2 图像处理模块

4．1．3 视觉效果和几何测量模块

4．2 监视软件系统的设计

4．2．1 前面板布局设计

4．2．2 监控系统软件程序框图设计

4．3 本章小结

第五章 遥控焊接视觉监视系统实验结果与分析

5．1 监控范围确定

5．1．1 CCD摆放位置的确定

5．1．2 监控对象的确定

5．2 图像采集与处理

5．2．1 图像采集

5．2．2 图像的低通滤波处理

5．2．3 图像的二值化处理

5．2．4 图像的傅立叶变换

5．2．5 图像的边缘提取算法

5．3 监控对象的标定

5．4 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

作者和导师介绍

硕士研究生学位论文答辩委员会决议书