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机器视觉设备焊点质量检测关键技术研究
| 论文题名： | 机器视觉设备焊点质量检测关键技术研究 |
| 关键词： | 汽车车身金属件;电阻点焊;机器视觉;质量检测 |
| 摘要： | 电阻点焊是汽车白车身各金属件之间最主要的连接方式，焊接质量直接影响着汽车的力学性能、安全特性以及使用寿命。超声检测方法具有节省成本、检测高效等优点，是国内外汽车厂商焊点质量检测应用最广泛的一种手段。目前焊点超声检测仍依靠人工手动抽检的方式，已经无法满足汽车自动化大生产的需求，所以有必要对超声波传播衰减特性以及视觉引导定位进行深入研究，研制开发出一台能够实时监测焊点质量的超声检测设备，整体提升汽车的质量水平和生产效率。 首先，对机器视觉焊点超声检测设备总体技术路线及基本理论进行研究，主要包括：焊点检测超声理论，超声波传播数学模型及相机标定技术，为后续项目开展提供理论技术支持。 其次，利用仿真分析，研究了各质量类型焊点与超声信号回波特征的对应关系，并利用信号处理方法对超声信号进行了有效分离。首先提出了焊点模型建立方法，利用仿真模型得到了各类型焊点的传播衰减信号曲线；然后利用仿真模型研究了探头在曲面检测工况下角度定位的检测稳定性；最后提出了一种基于最小盲熵解卷积的超声信号处理方法，该方法可以有效地抑制微弱噪声，实现对超声信号有效特征信息的提取以及焊点的质量评价的目的。 然后，实现车身焊点中心的位置提取。首先通过对焊点图像处理方法的研究，得到了适当的焊点图像处理方法，然后经过图像预处理、边缘轮廓提取，最终通过霍夫圆变换成功提取到焊点中心点的像素坐标。 最后，进行了机器视觉焊点检测设备的软硬件开发集成工作：首先针对超声信号采集处理、机器人运动控制等功能进行了框架搭建和开发工作，并针对检测系统中应用的硬件进行了设计选型工作；然后研究了适用于本课题的手眼标定方法，实现了机器视觉引导定位的功能；最后通过视觉设备与国外手持式检测设备对焊点的质量检测评价结果对比，验证开发的检测装备的有效性和稳定性。 研究结果表明：机器视觉超声焊点质量检测设备能够精确的识别焊点中心位置，并能够有效对焊点质量类型进行评价。在此研究基础上有望实现焊点质量在线自动化检测。 |
| 作者： | 汲彦军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何智成;高晖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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