焊接在金属材料加工过程中占有重要的地位。焊接自动化可以大大提高焊接质量和生产效率。焊缝自动跟踪是实现焊接自动化的必要技术。随着计算机图像处理技术的飞速发展,视觉传感焊缝跟踪成为近年来国内外研究的热点。 本文以大板式方舱总装线建设项目中,系统在自动焊接工位上控制三台焊接机完成最大长度为13m的直线焊缝的焊接任务为工程背景,对焊缝自动跟踪的整个过程进行了研究,设计了一套焊缝跟踪系统。它包括视觉传感系统、图像采集及预处理系统、特征检测与偏差识别系统、模糊控制系统和执行系统。 本系统采用线结构光法,激光作为辅助光源照射在焊缝前方,CCD摄像机拍摄工件表面的图像并将其存储在计算机的内存中。在LOG滤波,分割滤波等预处理的基础上,接着进行Roberts边缘检测、Hougll变换特征检测、斜率法偏差识别等图像处理过程,最终识别出偏差量。 把偏差量送入模糊控制系统之前,需要进行偏差过滤,只有在控制范围之内的偏差才能进行控制。控制算法不是采用传统的模糊控制,而是引入目前在数控领域内广泛应用的参数自整定模糊控制,改变了传统模糊控制量化因子和比例因子不可调的弱点。对输入的二维偏差量分别进行模糊控制,发送控制量给交流伺服系统,以达到实时焊缝跟踪的目的。 整个过程所需时间少于200ms,这样可以在一秒内采集五幅图像,能满足实时性要求。