爬行式弧焊机器人是适合全位置焊接、能够在直壁、曲面等焊件上行走施焊的弧焊机器人,其任务是解决实际焊接作业中包括曲面焊在内的全位置焊接自动化,完成生产现场竖焊、横焊、曲面焊等焊接。本文采用数字图像处理的原理对爬行式弧焊机器人的焊缝轨迹跟踪技术进行了较深入的研究,尤其对多种形状焊缝的图像处理有了一定的探索。 论文系统介绍了爬行式弧焊机器人结构光视觉传感及图像处理过程,从CCD采集图像开始,图像经过数据线传输到图像采集卡中进行模数转换,并形成256色PAL制式的图片格式。用所编写的软件对其进行图像预处理,如低高通滤波、中值滤波、二值化和图像分割等。针对不同坡口设计出相应算法,对上一环节得到的图像(即图像中只有清晰的光纹,无其它噪声)进行特征点识别,找出当前焊枪位置及偏移参数,最后输出控制参数到焊接机器人执行相应的操作。 爬行式弧焊机器人的工作环境对视觉传感器而言是非常恶劣的,首先是强烈的弧光干扰,几乎淹没光纹图样,燃烧的气体、飞溅的铁屑尘埃都影响了焊缝图像质量,工件表面的反光,光学镜头性能的非线性和光电转换时叠加的随机噪声,使图像质量下降。为此本文研究了多种图像增强技术及形态学处理方法,取得了满意的结果。不同的焊接类型、不同的焊缝轨迹需采用不同的算法,对接、搭接、角接、U型坡口、不规则的V型坡口、有间隙的V型坡口等,本文也进行了研究并做了大量的实验。 软件开发过程的实现代码皆为VC语言,没有从另外的语言调用处理函数。这样使得处理更加迅速、方便。实验表明,软件能适用于实时的应用。