基于视觉传感的焊缝跟踪系统研究现状

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基于视觉传感的焊缝跟踪系统研究现状

作者：白秀科钟杰

来源：《大东方》2019年第03期

摘要：将视觉传感技术应用在焊接机器人上，不仅能够提高机器的焊接效率，也能够提

高焊接质量，笔者根据调查研究分析了基于视觉传感的焊缝跟踪技术，阐述了焊缝跟踪的方式和原理并分析了其优缺点。着重研讨了焊缝图像处理技术的发展，在对焊缝跟着控制技术的论述中，分析了常见的视觉控制方式的特点以及智能控制技术在焊缝跟踪技术中的运用。

关键词：视觉传感;焊缝跟踪;焊接机器人;图像处理

焊接技术广泛应用于航天领域、建筑工程领域以及汽车行业。目前，焊接机器人的工作方式只能按照特定的编程和示范教育来完成，无论是适应性还是灵活性都较差，再加上这种工作方式需要有非常稳定的焊接作业环境，使焊接存在局域性。再者由于焊接过程中工件荣誉受热变形、加工装配存在误差等干扰因素，使焊缝的实际与编程之间无法精准的联系，从而导致出现误差。焊缝跟踪技术的应用前提是传感器技术，基于视觉传感技术的焊缝跟踪系统，要在控制光，电，机和机构装备的统一性，也需要图像处理和控制结构的时效性。在规划焊接机器人的路径方面和调整焊接机器与视觉传感器的信息传输闭环控制方面，需要视觉传感具有较高的精度和时效性，本文在分析视觉传感器的现状的基础上阐述了基于视觉传感的焊缝跟踪系统的发展。尤其是焊缝跟踪系统的图像处理技术。

1 视觉传感技术的分类

由于视觉传感器采集的光源不同，可以分为以激光辅助照明的主动光视觉和以自然光为光源的被动光视觉。

1.1主动光视觉

主动光视觉采用了特殊的照明光源，根据不同的传感器构造分为激光扫描和结构光两种形式：激光扫描是指激光光速照射到反射镜，在工件表面形成条形光带，这种激光扫描方式能够使信噪比较高，也会提高抗电弧光的干扰能力，加快信号处理的速度，结构光法是指激光管在工件上投射激光所形成的特定宽条纹光带，对收集到的激光条纹光带利用摄像机处理图像，从而确定了焊缝的中心线。

2 视觉传感焊缝跟踪处理技术

2.1 图像预处理