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焊缝跟踪传感器作为自动化智能焊接装备中的特殊关键部件,是实现精准焊缝跟踪、提高焊接效率和改善工人劳动条件的重要技术手段。从目前国内外学者学术研究的热点领域和商业化的焊缝跟踪传感器产品应用情况来看,激光视觉焊缝跟踪传感器方面的研究最为活跃和现场应用最为广泛,从长远来看具有较为宽广的发展空间。 本文在分析了当前激光视觉焊缝跟踪传感器技术的国内外研究及应用现状的基础上,提出了一种基于环形激光扫描的焊缝识别与跟踪的方法,以解决当前激光视觉焊缝跟踪传感器产品普遍存在的不能有效反映和识别平面折线焊缝突变拐点的问题,以实现平面折线焊缝的自动识别与跟踪。 本文从整体上设计了环形激光扫描式焊缝跟踪传感器的整体光路原理与结构,考虑到焊缝跟踪传感器的总体造价成本和系统对图像处理的实时性要求采用了线阵 CCD TSL-208R作为光电转换器件,并针对激光圆环经透镜组合成像后的光学物像曲线的特点,创新性地采用多模传光光纤的方法实现利用一维光探测阵列器件(CCD)探测空间物像曲线的功能。 本文分析了利用MCU TM4C123GH6PM驱动线阵CCD TSL-208R的方法,并给出了相应的程序流程框图;同时对一维数字图像处理的方法进行了研究与分析,主要包括一维数字图像杂散点的剔除、图像的平滑处理、图像边缘像素点的识别确定等方法,在此基础上给出了计算焊缝宽度数据信息的方法;最后对激光圆环扫描式焊缝跟踪传感器实现平面折线焊缝的跟踪过程作了详细的分析,对焊枪行走至焊缝突变拐点处时焊枪与激光视觉传感器作为一个刚性连接的整体应该旋转角度的计算方法做了分析与研究,并给出了焊缝两边沿坐标数据的计算处理的方法。