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摘 要

焊接技术在工程制造中占有重要的地位，在以往的工程制造过程中，传统手工焊接为非常重要的一环。随着科技的发展，传统手工焊接技术越来越无法满足现代的焊接需求，机械的复杂化，多样化促使着焊接朝着更智能的方向发展，但是在实际的焊接中常常存在各种外在因素从而造成影响，使得无法在多个领域加以利用。本文尝试研究智能视觉技术对这些方面的辅助与提升，通过设计视觉传感反馈模块，利用数字图像智能处理技术，尝试设计对机器人的控制与执行模块等，对焊接缝特征参数进行识别与焊枪反馈控制。

关键字：自动化 智能视觉 机器人 焊接工艺

Research on Intelligent Vision in Welding Automation

ABSTRACT

Welding technology plays an important role in engineering manufacturing.In the past engineering manufacturing process, traditional manual welding is a very important part. With the development of science and technology, the traditional manual welding technology can not meet the needs of modern welding more and more. The complexity and diversification of machinery impel the development of welding towards a more intelligent direction. However, in the actual welding, there are often various external factors which affect it, making it impossible to use it in many fields. This paper tries to study the assistant and promotion of intelligent vision technology in these aspects. Through the design of visual sensing feedback module, using digital image intelligent processing technology, it tries to design control and execution module for robots, to identify the characteristic parameters of welding seam and feedback control of welding torch.

Key words: automatic；intelligent vision；robot；welding process

目录

焊接自动化中的智能视觉研究 I

摘要 I

ABSTRACT II

目录 1

第一章：绪论 2

1.1 引言 2

1.2 当今的自动化焊接技术 3

1.3自动化焊接在某些领域中的应用 4

1.4：焊缝跟踪技术 5

1.4.1传感器技术 6

1.4.2 控制器系统 9

第二章：自动跟踪系统的组成 10

2.1 系统的组成 10

2.2 图像的获取与处理 11

2.2.1 图像的获取 11

2.2.2图像的处理 13

第三章：机器人执行系统 19

3.1机器人的控制器 20

3.2图像坐标与实际坐标之间的转化 22

3.3 机器人伺服系统 23

研究结论与展望 24

一：研究成果 24

二：课题展望 24

参考文献 24

致谢 25

第一章：绪论

1.1 引言

随着装备制造业的快速发展，焊接在造船业、航空航天等领域发挥着越来越重要的作用，应用范围的进一步扩大，对焊接质量的要求也在不断提高，传统的手工焊接无法满足现代化焊接对于精确度的要求 ^[1]，特别是在当今快速发展的制造业中，越来越多的产品需要焊接，结构越来越复杂，对焊接产品质量和可靠性的要求越来越高。然而，劳动力成本变得越来越昂贵，并且通过手工经验的手工焊接越来越不能适应现代焊接技术的快速发展。因此，为了满足产物的高质量务求和大多数的工业生产活动，尤其要代替手工焊接的机器人焊接技术。

信息化和智能化不可避免地成为焊接技术未来发展的主旋律。

计算机机器人的历史可以追溯到1959年，由美国率先制造出。截止到目前，机器人技术的发展非常迅速。在2010年底就有大约130万台的机器人投入使用，其中的大多数都是焊接机器人。这种技术可以保证焊接的质量，提升产出效率，帮助企业提升形象等发面发挥着独一无二的效用。他不仅是先进制造技术的典型代表，也是现代制造业先进的自动化制造的主要技术手段。

机器人视觉技术近几十年的发展十分迅猛，他的优点主要是：工作范围广泛，二值化处理和灰度处理都可以进行；对于算法的研究也取得了较大的成果。不过大量的人工测试不仅会影响工厂的效率，还会带来许多不可靠的因素，直接影响产品的质量和成本。此外，许多检查过程不仅需要检查外观，还需要准确获取检查数据，例如零件的宽度。人眼难以实现孔的直径以及参考点的坐标等。幸运的是，近年来机器视觉技术的发展解决了这个问题。机器视觉系统的工作原理如下：人们一般使用CCD相机来获取图像，然后将图像转化为数字信号，然后使用其他软件处理成图像数字信号。从而获得各类所需的图像特征点，进而进行特点识别，解析出坐标，分辨出图像的灰度分布各类功能。机器视觉与人工视觉相比具有许多优点，例如精度，速度，可靠性和数字化。在一些碍难手工作业的伤害工作环境中，经常使用机器视觉。同时，在大规模的产业出产过程中，手动视觉的出品质量检测率低，精度也不高。

简而言之，机器视觉技术的发展如此迅速，必将会在未来的制造业中大放异彩。

1.2 当今的自动化焊接技术

由于国内技术水平有限，人们经常使用的是传统的焊接技术，即手工焊接技术。但精确度不高，而且需要大量的劳动力，近年来随着我国劳动力成本的提升，以廉价劳动力为支撑的手工焊接技术越来越难以支撑下去，相比之下，自动焊接技术有许多优点：

第一，成本较低，自动化焊接技术不需要大量的劳动力，只需要前期投入经费在技术跟设备上，后期不需要雇佣劳动力来维持，可以节省运营成本，长期来看，可以节省公司的项目资金。

其次，其他学科的发展，如传感器技术，自动化技术，也使得焊接技术更进一步，它的优点不言而喻，不仅方便，而且精度高，更加接近企业的需求。

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