检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：王黠沈阳工业大学

学位级别：硕士

随着我国装备制造业向智能制造方向发展,焊接机器人成为焊接加工工艺过程的主要技术手段。焊接机器人主要以示教再现方式工作,存在工序固定,不能及时修正由装夹、加工误差及热变形引起轨迹偏差的缺点,影响焊接质量和效率。将图像处理技... 详细信息

随着我国装备制造业向智能制造方向发展,焊接机器人成为焊接加工工艺过程的主要技术手段。焊接机器人主要以示教再现方式工作,存在工序固定,不能及时修正由装夹、加工误差及热变形引起轨迹偏差的缺点,影响焊接质量和效率。将图像处理技术和深度学习技术与工业机器人技术相融合,使焊接技术自动化、智能化是未来主要发展方向。因此,视觉传感与机器人相结合的焊缝识别与定位的研究具有重要意义。课题搭建机器人视觉系统,完成上位机软件开发,集成有视觉系统标定、图像处理、数据计算、数据交互可视化、机器人运动控制等功能。将线结构光与工业相机组成视觉系统。通过标定完成特征点从像素坐标到机器人基坐标的转换矩阵。采用YOLO算法对采集到图片中的焊缝进行定位。通过焊缝特征点图像识别的方法获取特征点在图像中的像素坐标。运用构建向量的方法确定焊枪在焊接时的姿态。设计并完成实验,通过实验对焊缝的识别与定位结果进行了验证与分析。首先,建立焊接机器人各部分坐标系之间的变换关系,对相机内外参进行标定。根据外参及图像处理方法,提出了一种结构光平面标定方法,获取光平面系数。手眼标定部分采用两步法进行求解,并对其进行非线性优化,完成像素坐标到基坐标的转换,并进行实验验证。其次,对比多种图像预处理方法对采集的焊缝图像进行预处理,去除噪声使图像更清晰,突出激光条纹处焊缝关键图像特征,利用YOLO算法对焊缝特征点附近区域识别,减小图像处理范围,提高处理速度,使用自动阈值选取的方法提取激光条纹图像,使用亚像素级算法提取激光条纹中心线,提取中心线相交点为焊缝特征点,完成了焊缝特征点识别的图像处理。最后,针对V型薄板焊缝,根据激光条纹的空间位置关系,建立空间向量确定特征点的机器人位姿信息。模拟焊接实际工况,计算工具到焊缝特征点处焊接姿态的旋转角度。以离线焊接方法为基础,设计了总体实验,对拟合出的焊缝轨迹进行误差分析,实验表明,基于深度学习的焊缝识别与定位方法能够满足焊接的要求。对实现焊接自动化工艺过程具有一定作用。

关键词：视觉系统图像处理焊缝识别与定位焊接机器人

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基于双目视觉的扶梯桁架焊缝识别与定位研究

基于双目视觉的扶梯桁架焊缝识别与定位研究

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作者：戴文章西安理工大学

学位级别：硕士

焊接是制造业中重要的加工手段之一,随着技术的发展,机器人焊接技术的应用已经越来越广泛。然而,目前使用最多的示教型机器人在应对焊缝较多的大型构件焊接任务时,存在着示教效率低、焊接轨迹偏离等缺点。针对以上问题,本文以方钢结构... 详细信息

焊接是制造业中重要的加工手段之一,随着技术的发展,机器人焊接技术的应用已经越来越广泛。然而,目前使用最多的示教型机器人在应对焊缝较多的大型构件焊接任务时,存在着示教效率低、焊接轨迹偏离等缺点。针对以上问题,本文以方钢结构的扶梯桁架为研究对象,基于双目视觉原理对桁架的拼接焊缝进行识别与定位,提高了机器人焊接的精度及效率。本文对采集的焊缝原始图像进行了畸变矫正、滤波等预处理,在此基础上,基于图像局部梯度提取HOG特征构造特征向量,利用SVM对特征向量进行模式识别,实现了对桁架焊缝类型的分类。根据焊缝类型采用不同的局部焊缝目标模板图像,基于模板匹配法提取待进一步处理的ROI。基于决策树原理去除局部图像的背景像素,并利用图像的边缘特征和几何特征,计算出拼接焊缝的图像坐标。采用张氏标定法通过求取相机的内外参数和相对位置矩阵,并提出了一种适用于直角坐标机器人的手眼标定方案,根据同一时刻焊缝特征在两个相机中不同的像素坐标,进而计算出焊缝的三维坐标;之后,分析了双目系统的结构参数包括物距、基线距离、左右相机夹角以及焦距等对系统定位精度的影响,并据此结论设计双目系统的结构。最后,基于直角坐标机器人搭建了模拟焊接系统平台,并编写了桁架的自动化焊接软件。实验结果表明,本文研究的基于双目视觉的自动化焊接系统有效地用于桁架拼接焊缝的识别定位,且三维定位误差不超过1.8mm,满足桁架的焊接要求。

关键词：机器人焊接扶梯桁架双目视觉焊缝识别与定位

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基于改进T-S模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪

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组合机床与自动化加工技术 2024年第9期 147-152页

作者：姚江云王宽田李旺昆梁世华柳州工学院信息科学与工程学院柳州545616 桂林电子科技大学海洋工程学院北海536000 桂林理工大学计算机科学与工程学院桂林541004

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝... 详细信息

针对弧焊机器人在实际作业中受到诸多不确定因素的影响,导致弧焊机器人焊接轨迹偏离预期轨迹的问题,提出一种基于改进T-S(Takagi-Sugeno)模糊模型的弧焊机器人轨迹实时跟踪方法。采用图像识别技术识别并定位焊缝,通过坐标转换,确定焊缝中心线在机器人坐标系中的位置坐标。利用蚁群算法根据焊缝中心线在机器人坐标系中的坐标,搜索从起始位置到目标位置的最优焊接路径。设计了一种改进区间二型T-S模糊模型,通过视觉传感器实时获取新的焊缝信息,计算轨迹误差,以此为输入,利用改进T-S模糊模型对机器人的运动轨迹进行实时调整。实验结果表明,采用改进T-S模糊模型后,机器人轨迹跟踪离散度均降至1 mm以下,弧焊机器人轨迹与预期轨迹高度重合,比传统方法跟踪离散度大大降低。

关键词：改进T-S模糊模型弧焊机器人焊缝识别与定位轨迹规划轨迹实时跟踪方法

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管道焊缝识别与定位系统的研究

管道焊缝识别与定位系统的研究

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作者：周建军武汉工程大学

学位级别：硕士

随着石油、天然气及石油化工行业的高速发展，管道建设处于发展的高峰期，管道自动焊接技术得到了大力发展，而自动焊接技术在工业自动化中有很好的应用前景。其中焊缝位置和焊接参数是影响管道焊接质量的重要因素，通过获取裂缝信息来... 详细信息

随着石油、天然气及石油化工行业的高速发展，管道建设处于发展的高峰期，管道自动焊接技术得到了大力发展，而自动焊接技术在工业自动化中有很好的应用前景。其中焊缝位置和焊接参数是影响管道焊接质量的重要因素，通过获取裂缝信息来控制焊接部件，对其进行自动引导焊接，可大大降低劳动强度并提高焊接质量。在此应用背景下，本文主要研究汽车尾气排放的焊接管道的焊缝识别与定位设计的实现方法，包括对管道焊裂缝图像数据的采集、前期滤波预处理、中期裂缝信息裁减拼接以及后期提取关键相对坐标信息。该系统主要以FPGA为核心，利用Verilog编写的高速接口控制器来控制CMOS图像传感器，获取管道焊接处的焊缝信息;依据摄像头的视场角与钢管道镜头距离之间的几何关系，对每张采集到的图像进行裁剪拼接，组成一张完整焊缝信息图;并利用迭代算法将图像信息二值化，同时对图像中的最大连通域进行标记与提取;获取焊缝有效区域后，采用边缘Canny算子提取焊缝轮廓信息;针对轮廓坐标提取其中心线为焊缝轨迹信息，利用Hough算子优化焊缝坐标信息;采用高精度超声波测距模块检测钢管焊缝左右两节管道与摄像头的相对位置，结合它与摄像头的视场角之间的关系最终来实现焊缝信息的准确定位。本文充分利用了FPGA高速处理的性能，直接将采集的图像数据存储到外置SRAM，在不占用处理器的资源的同时提高了数据采集的速度，实现了对焊缝有效区域信息的裁剪、拼接，组成一幅平面钢管侧面图，用于数据处理，通过像素密度参数将图像中的尺寸与实际尺寸联系起来，提高了焊缝识别的精度。

关键词：焊缝识别与定位 FPGA高速采集 Canny算子 Hough算子

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基于卷积神经网络的自动化焊接系统研究

基于卷积神经网络的自动化焊接系统研究

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作者：程兆模福州大学

学位级别：硕士

焊接技术是制造业中的关键技术之一,在制造业不断升级改造的背景下,自动化焊接与智能化焊接已经成为焊接技术新的发展趋势。自动化、智能化焊接的关键在于焊缝的有效识别与定位,然而,当前的焊缝识别与检测技术大多存在识别窗口小,作业... 详细信息

焊接技术是制造业中的关键技术之一,在制造业不断升级改造的背景下,自动化焊接与智能化焊接已经成为焊接技术新的发展趋势。自动化、智能化焊接的关键在于焊缝的有效识别与定位,然而,当前的焊缝识别与检测技术大多存在识别窗口小,作业环境要求高,算法设计复杂,算法适应性差等问题。针对这些问题,本文在传统视觉算法与深度学习目标检测算法的基础上,设计研究了复杂环境下的焊缝识别定位与自动化焊接系统,主要研究内容包括: 搭建了一套由计算机、工控机、数字化焊机、ABB机器人以及工业相机组成的自动化焊接实验平台。同时基于张正友标定原理与仿射变换原理完成相机的标定工作,实现了图像畸变校正工作,以及目标点由像素坐标系向ABB机器人设定工件坐标系的坐标系转换工作,完成了图像检测结果到实际应用的转化。自建了“Weld数据集”,并采用了基于YOLOX＿s模型搭建的坡口识别模型完成了不同类别的坡口以及坡口边缘ROI目标图像与复杂背景的剥离工作,同时进行了模型性能分析、检测效果分析,以及与现有模型性能的对比分析工作。对所获取的ROI目标图像利用滤波算法完成图像预处理工作以降低噪声对检测结果的干扰。基于ROI图像的不同类别,本文设计了坡口边缘直线拟合方法,以及针对I型微细坡口、I型宽坡口、V型坡口的坡口中心角点提取方法和坡口端点获取方法,完成焊缝路径中始末点与焊缝中心角点的获取。提出了基于扫描作业方式的多图融合图像信息采集方法用于解决坡口过长,相机视野受限的问题。基于多位置图像采集,分步获取坡口的局部信息,并基于采集点与标定点的位移量,采用位移变换完成各个局部图像所获取的坡口局部信息向工件坐标系的统一转换,达到多图融合获取全部坡口关键信息的目的。最后,基于最小二乘法对所有获取到的焊缝中心角点进行焊缝路径拟合,并针对不同类别的焊缝分别进行了实际自动化焊接实验,通过实验验证了本文所提方法的有效性。

关键词：深度学习 YOLOX 自动化焊接焊缝识别与定位

来源：评论

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