基于CCD的视觉传感焊缝跟踪系统设计与图像处理

视觉传感式焊缝跟踪系统示例框图在现代金属制造业中起着关键作用，尤其是在焊接自动化进程中。焊接作为三大主要生产活动之一，由于其手工操作占比高达90%，存在诸多挑战，如恶劣的工作环境、低效率和焊接质量难以保证。为了提升焊接质量、生产率并减轻工人的劳动强度，焊缝跟踪系统的研究显得尤为重要。 焊缝跟踪系统的核心任务是引导焊枪自动沿着焊缝移动，确保电弧准确对准焊缝中心，即自动对中。它主要由传感器、控制系统和执行机构构成，其中传感器是关键组件，决定了整个系统的性能。当前的研究主要围绕不同类型的传感器，如电子式、光学式、电弧式和电磁感应式，进行优化选择。 本文作者程岩，以长春工业大学硕士学位论文的形式，深入探讨了焊缝跟踪系统的发展趋势和技术要求。作者特别选择了CCD（Charge-Coupled Device）视觉传感器，因其能够提供高信噪比的二维图像，适合对焊缝图像进行精确处理。CCD传感器的优势在于其结构光法，虽然线阵CCD激光扫描法在某些方面具有优势，但成本和复杂度使得前者成为本文的设计选择。 论文的重点工作包括对CCD传感器硬件平台的分析和设计，光路的详细设计，以及焊缝图像的处理，尤其是焊缝中心位置的精确定位。通过实验验证，结果表明该系统能有效实现焊缝跟踪，达到预期目标。关键词包括焊接自动化、焊缝跟踪系统、CCD传感器和图像处理，这些都是论文的核心内容和研究亮点。 本文不仅介绍了焊缝跟踪系统在焊接工业中的重要性，还提供了具体的设计策略和技术选择，对于推动焊接过程的自动化具有实际意义。通过使用CCD传感器，可以显著提高焊接效率，减少人工干预，为提升金属制造业的整体水平做出了贡献。