本文首先简要介绍了埋弧焊焊缝跟踪发展的历程及国内外焊缝跟踪技术研究的现状,论述了埋弧焊焊缝跟踪技术发展及研究的趋势,即随着计算机技术和电子EDA技术的进一步发展,埋弧焊焊缝跟踪的实现,成为研究的热点问题。本文将弧焊机器人中的视觉焊缝跟踪系统应用在埋弧焊焊接工艺中,通过视觉焊缝跟踪系统识别不同形状的焊缝,在焊接过程中通过它来判断焊枪和工艺所要求焊缝位置的偏移量,通过控制器将信号发送给执行机构来改变焊枪的位置,使焊枪始终处于准确的焊接位置。 本系统的驱动执行机构选用的是伺服直流电动机,并分析了直流伺服电动机的几种驱动电路的拓扑形式,比较了这些电路的特点后,选用了H型双极式PWM驱动电路为伺服驱动的主电路,并根据此电路的特点,设计了一种基于FPGA的伺服控制芯片,在焊接过程中进行轨迹跟踪的实时伺服控制。本文论述该伺服控制器实现的理论与并给出了实现的方法。该控制电路具有集成度高、控制思想易于实现、电路简单、抗干扰能力强、可靠性高的特点,应用于焊缝跟踪中的双轴伺服执行系统。事实证明,该伺服控制芯片能够对焊缝进行正确的跟踪,具有一定的可行性。焊缝图像由线阵CCD摄像系统摄取,通过图像采集系统和计算机软件,对检测到的弧焊区图像进行处理来准确地识别焊缝位置,计算焊炬和实际焊缝之间的偏差,通过此偏差信号,伺服控制器来控制执行系统运动进行实时跟踪,从而有效地提高焊缝跟踪精度。 在普通的埋弧焊焊接小车的基础上,设计了焊缝跟踪小车。该小车的伺服执行系统由伺服电机来驱动,从而实现X-Z平面的正确跟踪。 本文对焊缝跟踪系统的图像处理环节也进行了简单的研究、介绍。该焊缝跟踪系统的人机接触界面是在中文Windows环境下,应用程序设计语言Microsoft Visual C++研究开发了一个焊缝图像处理系统。主要利用VC++编译环境下处理灰度BMP位图的实现方法,对由CCD传感器摄取的焊缝图像进行处理,例如:图像滤波、图像轮廓跟踪、图像的边缘增强、图像的边缘检测以及中心线提取等。在此系统中利用结构光视觉焊缝定位技术获取焊缝位置信息,可以快速实现对焊缝的精确定位。采用视觉伺服反馈系统,实现埋弧焊在多道焊接时的重复自动跟