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焊接作为材料加工的一种重要手段在工业生产中得到广泛应用。由于它具有质量要求高、工作量大及工作条件恶劣等特点,焊接过程自动化、机器人化以及智能化已成为焊接行业的发展趋势。本文针对大厚板自动化焊接,分析了国内外焊缝跟踪技术、自适应焊接技术和厚板多层多道自动规划技术的发展现状,设计并实现了基于激光视觉的焊缝跟踪系统,并设计开发了自适应焊接的软件系统。 本文焊缝跟踪系统的基本工作原理是:采用点扫描式激光传感器,获取反映待焊试件焊缝坡口三维形貌的激光条纹图像,再通过一系列的算法获取精确的焊缝特征量和焊枪偏差量,将获取的焊枪偏差量输送给设计好算法的跟踪控制系统,最终实现精确的焊缝跟踪。本文自适应焊接系统软件设计原理是采用查表的方法,建立对应坡口特征的焊接参数表,焊接过程中根据获取的焊缝特征,输出对应的焊接参数给焊接设备,最终实现自适应焊接。 具体工作为:首先在激光视觉系统自带的软件开发包中运用Visual C++程序语言开发了视觉检测系统软件,其功能包括图像滤波、特征量及偏差量的计算和数字滤波,最终得到精确稳定的特征量和偏差量。然后采用多功能数据采集卡、伺服电机、伺服放大器、高精度十字滑架、行走机构及计算机等设备组建了焊缝跟踪试验平台。最后采用比例-模糊双模控制算法设计了焊缝跟踪控制系统,实现了比较稳定精确的焊缝跟踪功能。