视觉焊缝跟踪系统.doc

蓝鼎视觉智能焊缝控制系统一、系统简介本系统主要功能是对有缝不锈钢管的氩弧焊接进行自动跟踪与矫正，解决目前人力成本日益提高，人工操作时的视觉疲劳带来的焊接质量问题。系统采用先进的智能视觉技术，融合光机电技术为一体，目前国内尚未发现同类产品。本系统由视觉采集系统捕捉焊缝与钨棒的焊接视频，再运用视觉技术计算钨棒的偏移量，进而控制机电装置实时矫正钨棒位置，达到钢管焊接自动跟踪的目的，从而实现无人值守高质量焊接的要求。焊接现场实际焊接画面二、系统特点及技术指标性能特点 非接触式，长时间运行无磨损 识别精度高 可视化效果，钨棒熔池焊缝图像三位一体 稳定性好，采用嵌入式系统，比基于PC机控制系统更加稳定可靠 人性化的界面，操作界面的设计基于窗口方式，使用简单，无需专业技术人员即可操作运行技术指标 额定功率：150W 识别速率：40ms 识别精度：0.05mm 响应时间：200ms 工作温度：-1060 焊接速度：5m/min 管子直径：4mm三、系统主要部件系统关系框图本系统包括主要部件为系统控制箱、焊接视频捕获装置、焊枪移动机构、电流及测速模块。1. 系统控制箱系统主板、开关电源、电气控制与驱动、声光报警，输入输出接口等主要模块安装在控制箱内，其外设包括触摸显示屏、鼠标、电源开关、电源指示灯、电机左右微调按键、各类插座（220V电源插座、鼠标孔、12V工业摄像机电源插口、电流检测及测速模块接口、电机接口）2. 专用焊接视频捕获装置根据氩弧焊弧光光谱特点，定制专用焊接视觉捕捉装置，获取钨棒熔池及焊缝实况细节。3. 焊枪移动机构根据视觉识别出的焊枪偏差，正转或反转步进电机，经丝杆联动、带动焊枪移动矫正与焊缝的偏差。4. 电流检测装置（选配）用于检测焊机实时工作电流，检测结果可直接显示在彩色显示屏桌面。用户可根据需要选配该模块。5. 焊接速度检测装置（选配）用于检测钢管焊接速度快慢，检测结果可直接显示在彩色显示屏桌面。用户可根据需要选配该模块。四、产品组成清单1. 系统控制箱一个；2. 控制箱立柱一根；3. 控制箱立柱法兰一块；4. 10mm螺丝螺帽12对；5. 摄像机一个（含镜头和滤光片）；6. 摄像机外壳一个；7. 摄像机外壳支架一个；8. 摄像机外壳支架法兰一个；9. 滚珠丝杠水平滑台一个（含步进电机）；五、安装说明1. 安装控制箱立柱：在生产线上找到合适空位，将立柱底盘焊住即可；2. 安装摄像机固定立柱：在生产线上找到合适空位，将立柱底盘焊住即可。注意：摄像机镜头前端到熔池距离要在250mm-400mm范围内。3. 安装焊枪移动机构：a) 制作滑台与原焊枪机构间的固定板；b) 制作焊枪与滑台的固定板；c) 将滑台固定到原机构上；d) 将焊枪固定到滑台上。六、调试说明由专业人员现场调试，并提供技术培训。七、常见问题1. 问：重新开机后其他画面均正常，但是视频画面是黑的，怎么办？答：造成该现象的可能原因有：1）安装过程中摄像机没有对准目标，通过调节摄像机的角度，使其对准目标即可。建议在调节过程中将光圈开到最大，这样有利于查找目标。2）摄像机电源线没接好，导致摄像机不工作。3）摄像机信号线没接好，导致信号不能进入系统。2. 问：图像画面不清晰怎么办？答：在本应用中，摄像机镜头前端离焊点的最佳距离为250mm至400mm，若超出该范围，可能会导致画面不清晰。同时，查看摄像机是否有振动情况，若有振动，先予以排除。3. 图像很小怎么办？答：对于小直径焊管（如20mm以下），建议采用摄像机镜头前端离焊点250mm的距离，太远会导致图像很小，焊缝不够清晰。对于20mm以上直径的应用，建议采用400mm的距离。具体距离可根据实际图像大小进行调节。4. 画面中显示左偏或者右偏的数据是什么单位？答：画面中显示的熔池与焊缝偏差数据单位为微米。5. 系统的识别精度如何设定？答：图像识别的结果以像素为单位，识别精度指的是图像中的每个像素对应的实际距离为多少。根据实验室测量，当对象离摄像机镜头前端400mm时，由本系统采集到的图像，其像素间距离对应到实际距离为25微米。因此在实际中，如果距离更近，则像素间距对应的实际距离会更少，精度更高；距离更远，则像素间距对应的实际距离会更多，精度则变低。6. 识别跟踪的响应速度如何？