基于激光视觉的焊缝跟踪系统 一、焊缝自动跟踪系统构成 基于激光视觉传感,具有主动性、非接触、能获取物体的三维信息、灵敏度精度高、抗电磁场干扰能力强等优点,被认为是焊缝检测的主要发展方向。线激光法是一种直接获取深度图像的方法,它可以获取焊缝的二维半信息。基于激光视觉的焊缝跟踪系统如图1所示，主要有3个组成部分，分别是视觉传感、图像处理和跟踪控制。CCD摄像机垂直对准工件,激光器倾斜布置，激光器打出的激光,经柱透镜形成一光片照射到工件上形成一条宽度很窄的光带。当该光带被工件反射或折射后,经滤光片保留激光器发出的特定波长的光,而滤除其他波长的光,最后进入CCD摄像机成像。由于坡口各处与工件在垂直方向深度不同,故从垂直工件的方向看去,反射光成一折线,折线反映了光纹中心与焊缝坡口中心的三维位置关系。计算机对采集图像进行图像预处理，减少图像中的噪声污染，并加强焊缝特征信息信号，通过一定的算法提取焊缝特征点，得到焊缝与电弧偏差。此偏差作为跟踪控制系统的输入条件，依据控制算法进行处理，最后获得驱动信号控制焊炬运动，实现焊缝跟踪过程实时控制。 图像采集卡 图像预处理 焊缝识别 控制器 驱动系统 焊机控制 工件 激光器摄像机 滤光片 焊炬 焊缝 柱透镜 图1 系统构成 二、焊缝自动跟踪硬件设计 1.激光器 在本系统中决定采用半导体激光器。半导体激光器是以半导体为工作介质，具有超小形、高效率、结构简单、价格便宜、工作速度快、波长范围宽等一系列优点。本视觉系统中采用的激光器是红光一字线激光器，由点激光二极管发光通过一柱透镜变换成直线形的激光条纹。 有文献通过测量MIG焊弧光的光谱范围，提出弧光的范围为150～970nm。通过比较弧光波长与普通激光二极管波长，认为弧焊传感器中所用激光二极管的中心波长最好为467nm，594nm，610nm，632nm和950nm。从而可选择适当波长的激光感器以减少弧光对
集装箱可视化跟踪 随着2015年3月5日的消息，第十二届全国人民代表大会第 三次会议在人民大会堂举行开幕会，李克强总理提出制定“互联网+”行动计划的出现。制定‘互联网+’行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互 联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场也渐渐 走进人们的视线。 海运货物跟踪是基于海运运输、内河运输的船舶集装箱货物进 行实时定位、动态查询的跟踪方式。传统的海运货物跟踪需要货代、船代或者货主多以线下咨询或某单一网站查询的方式获得集装箱船 舶及货物的实时位置、进出场状态、通关状态等信息。 集装箱物流存在两个主要问题： 其一，由于集装箱自身不载有信息，集装箱物流缺乏透明度， 货主获取信息只能处于被动告知的地位；其二，全球集装箱物流安 全保障形势相当严峻。近年来利用集装箱运输而引发的偷渡、走私、失窃等问题，已引起全球各界的广泛关注。据统计，每年因集装箱 货物被盗而造成的直接损失为200～500亿美元，间接损失在2000亿美元以上。 近两年随着移动互联网的加速发展，云计算、大数据、物联网 等新技术更快的融入到传统行业，海运物流行业亦是如此。货嘀嘀 嘀网运用“互联网+”这一思想，积极将互联网与物流相结合，结合卫星定位系统推出全球船舶跟踪、集装箱跟踪、数据交换平台。海运 货物跟踪变得更加透明化、可视化、标准化。实现货主、货代、车 队跟踪信息全面网络无缝对接。
基于船舶卫星定位、车辆APP定位技术，借用互联网最新网络 技术，将集装箱货物、提货仓库、集卡车辆、报关、起运港、集装 箱船、目的港、后程集装箱车、收货仓库一体化无缝衔接，实现海 运到门线上全程跟踪管理服务，并通过PC客户端、手机移动端等同业务员、货主、投资方实现最及时的对接。 “互联网+海运货物跟踪”新模式让物流信息可视化带给用户更方便、更快捷的操作查询。信息由原来的链条化逐渐过渡到及时化、 透明化、扁平化，同时结合移动端的强大用户群支持，该模式将带 动周边港口、航运业、船运企业引领另一个海运货物跟踪新的高峰。
蓝鼎视觉智能焊缝控制系统 一、系统简介 本系统主要功能是对有缝不锈钢管的氩弧焊接进行自动跟踪与矫正，解决目前人力成本日益提高，人工操作时的视觉疲劳带来的焊接质量问题。系统采用先进的智能视觉技术，融合光机电技术为一体，目前国内尚未发现同类产品。本系统由视觉采集系统捕捉焊缝与钨棒的焊接视频，再运用视觉技术计算钨棒的偏移量，进而控制机电装置实时矫正钨棒位置，达到钢管焊接自动跟踪的目的，从而实现无人值守高质量焊接的要求。 焊接现场实际焊接画面 二、系统特点及技术指标 性能特点 ?非接触式，长时间运行无磨损 ?识别精度高 ?可视化效果，钨棒熔池焊缝图像三位一体 ?稳定性好，采用嵌入式系统，比基于PC机控制系统更加稳定可靠 ?人性化的界面，操作界面的设计基于窗口方式，使用简单，无需专业技 术人员即可操作运行 技术指标 ?额定功率：150W ?识别速率：40ms
? 识别精度：0.05mm ? 响应时间：≤200ms ? 工作温度：-10°~60° ? 焊接速度：≤5m/min ? 管子直径：≥4mm 三、系统主要部件 电机及传动机 械 采集相机 声光报 警装置 焊接控制箱 系统关系框图 本系统包括主要部件为系统控制箱、焊接视频捕获装置、焊枪移动机构、电流及测速模块。 1. 系统控制箱 系统主板、开关电源、电气控制与驱动、声光报警，输入输出接口等主要模块安装在控制箱内，其外设包括触摸显示屏、鼠标、电源开关、电源指示灯、电机左右微调按键、各类插座（220V 电源插座、鼠标孔、12V 工业摄像机电源插口、电流检测及测速模块接口、电机接口） 2. 专用焊接视频捕获装置 根据氩弧焊弧光光谱特点，定制专用焊接视觉捕捉装置，获取钨棒熔池及焊缝实况细节。 3. 焊枪移动机构 根据视觉识别出的焊枪偏差，正转或反转步进电机，经丝杆联动、带动焊枪
应用背景 与传统焊接技术相比，激光焊接在焊接质量和效率等各方面都具有明显优势。由于激光束的光斑直径较小，使得激光束准确对中焊缝成为实现高质量焊接的前提。因此，准确跟踪焊缝是激光焊接的关键所在。机器视觉检测是焊缝跟踪的主要方法之一，通过高速视觉传感器拍摄动态熔池图像序列，获取熔池特征参数，分析焊缝路径偏差与熔池特征参数之间的内在规律，建立焊缝路径与激光束偏差实时测量的视觉模型。然后输出调整量给机器人控制器,控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。 应用优势 1、拍摄过程缓慢，可以获取高度清晰的熔池特征参数； 2、可以控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。 拍摄效果 科天健已有多款高速相机用于焊缝跟踪项目应用中中，下面介绍两款常用高速相机。。
1、德国Optronis的CP80-4-M-500，该相机为Coaxpress接口，全分辨率为1696X1710下可达500fps，开窗分辨率为512X512时可达5000fps，它的这些特点可使拍摄画面更清晰，拍摄过程更缓慢。 图一CP80-4-M-500在5000fps@512X512下的拍摄效果 2、瑞士Photonfocus的MV-D1024E-160，该相机采用Photonfocus的LINLOG技术，动态范围高达120dB；在全分辨率1024*1024分辨率下可达150帧/秒；开窗分辨率256*256时，帧率达到2241帧/秒。在Linlog功能下能有效抑制强等离子干扰，在焊机电压、电流较小时可直接用相机拍摄，无需光学辅助系统即可得到对比度较好的图像，借助光学辅助手段可得到高清晰的、细节清晰的图像。 图二MV-D1024E-160相机的拍摄效果
1.1.1 系统概述 车辆定位及货物追踪系统面向中小物流企业提供对其自有车辆监控调度、货运管理，面向中小物流企业和货主提供货物跟踪支持功能，各会员企业只需购买GPS/GS智能车载单元即可为客户提供高质量的物流状态跟踪服务。同时，实现了对政府部门运政执法车辆、应急指挥车辆等的及时监控，一方面在处理突发事件时，便于应急交通指挥工作的开展，另一方面，还将起到规范交通行政执法人员执法行为、提高文明执法水平、确保交通运输安全、提升交通文明形象等作用。 车辆定位及货物追踪系统功能框架图 1.1.2 功能设计 1.1. 2.1 实时监控 1. 车辆实时监控 车辆实时监控功能主要面向物流企业和政府部门，用户通过实时监控功能可以掌握车辆的位置信息、车辆状态信息等车辆实时监控 功能可以有效的使运输企业监督驾驶员的驾驶行为，了解下属车辆的 运行信息，同时为政府部门在处理突发紧急事件时的指挥工作提供了依据。 2. 货物跟踪监控 货物实时监控功能主要面向货源单位和物流企业。用户通过实时监控功能可以掌握货物的位置信息、货物状态信息等。从而为了解货物位置、货物状态、监督运输过程、制定生产决策等提供帮助。 1.1. 2.2 轨迹回放 轨迹回放功能主要面向物流企业和货主，用户通过轨迹回放可以了解了解车辆/ 货物历史的行驶情况，便于运输企业查看、监督下属车辆和驾驶员的工作情况，便于货源单位了解货物运输情况，监督运输企业运输过程。回放前用户可以自定义回放的电子地图，回放过程中用户可以自行调节回放速度、 同时系统在明显信息中详细显示每点轨迹信息。
1.1. 2.3 报警管理 报警管理功能主要面向车主、运输企业，在报警管理功能模块用户可以设定各种发出警报条件，如盗车报警、断电报警、越界报警、超速报警、温度报警等，当车辆状态超出设定范围时系统自动向用户发送警报信息，如车辆位置、报警原因等，以便用户更快掌握车辆和货物当前信息，对突发状况尽快提出解决方案。 发状况。 1.1. 2.4 远程控制 远程控制功能主要面向物流企业，为物流企业提供对车机呼叫、车机回复参数设计、车机限拨号码限制、遥控车辆熄火、监听车内状 况等功能，以便运输企业能及时了解车辆状况、控制调度车辆行程、处理突发事件等。 1.1. 2.5 统计报表 统计报表功能主要面向物流企业和政府部门，为用户提供车辆情况统计报表、驾驶情况统计报表、警情信息统计报表等服务。帮助企业掌握下属车辆、司机的工作信息，对制定企业工作计划、监督司机工作行为等起到参考作用。政府部门通过统计报表可以了解企业的生产行为，加强对企业的监管。 1.1. 2.6 系统管理 系统管理功能主要面向企业用户和系统管理员。企业用户可以通过系统管理功能管理下属车辆资料、车辆运行任务、公司工作人员资料，为企业用户高效管理智能化调度提供支持。系统管理员通过系统管理功能可以管理用户权限。为用户分配权限，用户登录系统后根据登录用户的权限，系统自动设置运行环境及用户可使用的功能项。用户不会看到其没有权限的车辆，也不能操作没有权限的功能。 1.1.3 业务流程 1.1.3.1 车辆监控流程
货物追踪系统 一、系统目标： 为实现铁路货物运输的实时动态追踪，研究提出一种新的铁路货物运输实时追踪系统。根据系统方案基本架构和系统应用流程，对铁路车号自动识别系统、GPRS数据服务器、Web 服务器等主要关键子系统进行了介绍。该系统实现的主要功能是货物运输误点报警及准点提示、货物实时动态追踪，实现车辆的合理调度，提高车辆的利用率。 我国铁路由运输服务向物流服务的战略转移是推进铁路运输跨越式发展的必然选择。从现代物流的观念看，从发站至到站这一运送过程是运输企业的主要物流服务职能，而提供全面物流信息服务则成为货运业务中的一个至关重要的核心竞争要素，其中货物追踪查询信息则是客户最需要信息之一。 二、需求分析： 近年来，我国铁路企业在货运信息管理方面取得了很大进步，但在货票信息共享、货物追踪等服务方式和手段方面还有需要优化改进的地方。为此，研究提出一种新的铁路货物运输实时追踪系统，以解决铁路货物运输全程实时动态追踪、车辆调度和有效利用，以及车辆成本核算等问题。该铁路货物运输实时追踪系统是建立在铁路车号自动识别系统之上的，其地面识别设备(AEI)能实时准确地完成对车辆标签信息的采集，并将采集的信息进行处理，通过铁路网络安全平台传输到GPRS数据服务器。GPRS数据服务器通过对传输数据进行分析，解码，然后保存到数据库服务器中。铁路货物运输实时追踪系统首先将车辆标签与货票相关联，然后借助移动设备或PC机接入网络，实现对货物运输全程的实时动态追踪，从而提高车辆的有效利用率，降低铁路运输成本。 三、系统原理图：
四、系统原理介绍： 1、系统架构： 铁路货物运输实时追踪系统的基本架构如图l所示，主要由铁路车号自动识别系统、移动设备客户端、GPRS数据服务器、数据库服务器和w曲服务器等组成。 2、系统应用流程： 铁路货物运输实时追踪系统应用的前提条件是货物承运装载后，将填写的货票信息保存到数据库服务器中，并在铁路干线主要出入站安装AEI设备，对有关车辆信息进行准确识别。系统具体应用流程如下。 货物自始发站发出时，AEI设备自动读取车辆标签，并通过无线网络经由铁路网络安全平台传输给GPRS数据服务器。GPRS数据服务器将车辆标签及经过AEI设备的时间等信启、存入数据库服务器；通过无线网络发信息到移动设备客户端，告之货物已经从始发站发出。车辆到达第一到站时，AEI设备监测车辆到达时间，通过无线网络经由铁路网络安全平台发信息到GPRS数据服务器；GPRS数据服务器执行相关操作并通过无线网络发信息到移动设备客户端。同样，车辆从第一到站出发时，数据库服务器保存车辆经过AEI设备的时间等信息，GPRS 数据服务器发信息通知车辆监控人员，货物从第一到站发出。在货物运输的全过程中，AEI 设备会将车辆信息通过无线网络上传到GPRS数据服务器，并保存在数据库服务器中。任何授权用户在远程浏览客户端可以通过Web服务器查询车辆信息，实现对货物运输全程的实时动态追踪。 3、关键子系统简介： 3．1 铁路车号自动识别系统： 铁路车号自动识别系统(Automatic Train IdentificationSystem，ATIS)是铁路运输信息化的重要组成部分。ATIS的实施为铁路货物运输实时动态追踪提供了即时有效的信息源。AEI设备是铁路车号自动识别系统的核心设备，它与磁钢、天线、防雷装置、机柜等组成完整的铁路车号自动识别系统。AEI设备的基本工作原理是当有列车经过，车轮压过开机磁钢(车轮传感器)时，AEI设备感知这一变化，启动射频功放模块，经天线辐射出微波信号，进入准备接车状态，列车到达天线上方时，AEI设备接收车底标签信息。当列车经过后，AEI 设备关闭射频功放模块，将收到的标签信息经过处理通过无线网络传送到GPRS数据服务器。AEI设备的工作信息流程如图2所示。 3．2 GPRS数据服务器 GPRS数据服务器包括以下核心内容。 (1)GPRS传输技术。 通用分组无线业务(General Packet Radio Service，GPRS)是在GSM系统上发展出来的一种新的分组数据承载业务。GPRS与GSM语音系统的最根本区别为：GSM是一种电路交换系统，而GPRS是一种分组交换系统。因此，GPRS特别适用于间断的、突发性的，或者频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合于大多数移动互联的应用。而且，由于不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接与传输都更加方便和容易。 (2)GPRS的特点如下。 实时在线：即用户随时与网络保持联系。高速传输：GPRS采用分组交换技术，数据传输速率最高理论值能达到171．2 Kbps。快捷登录：GPRS的用户开机就会附着在GPRS网络上，使用时只需要一个激活过程，一般1～39就能登录至Intemet。按量计费：用户可以一直在线，
Meta Vision Systems 机器人用激光焊缝 跟踪系统 技术手册 原作者：Jonathan Moore 翻译：Dr. Lin Sanbao (林三宝博士)
前言 尽管我们在编写这个手册时已经尽了最大努力，但是我们不接受任何由通过使用或者错误使用本手册中的信息，或者可能包含在本手册中的错误，而引发的责任和义务。本手册所提供的信息只是用于培训的目的。 英文版权所有 ? Meta Vision Systems 2000。 中文版版权所有? 中国哈尔滨AWPT－RDC联合实验室 所有权力保留，未经允许，不得以任何形式复制本手册或本手册中的任何部分。 联系方式： Meta Vision Systems Ltd. Oakfield House Oakfield Industrial Estate Eynsham Oxfordshire OX8 1TH UNITED KINGDOM Tel: +44 (0) 1865 887900 Fax: +44 (0) 1865 887901 Email: support@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, 中国地区: 地址：珠海市九洲大道兰埔白石路105号二楼西 邮编：519000 电话：0756 --- 8509695、8508516、6680610、6602419、6626464 传真：0756 --- 8500745 联系人：魏占静 电邮：jbw@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, wzj0756@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, 网址：https://www.doczj.com/doc/a38622045.html,
目录 1.概述 (3) 1.1传感头 (3) 1.2控制系统 (3) 1.3应用 (3) 1.4典型应用 (4) 1.5焊缝类型 (4) 2.传感器 (9) 2.1激光的安全性 (9) 2.2规格 (9) 2.3MT 产品系列的规格 (11) 2.4传感器的物理规格 (12) 2.5焊缝的特征尺寸 (12) 3.控制系统 (14) 3.1MTF – Finder(MTF 定位控制系统) (14) 3.2MTR (15) 3.3MTR Integrated(集成型MTR系统) (16) 3.4MTX-HS (16) 4.软件的主要特征 (18) 4.1焊缝定义 (18) 4.2间隙测量 (18) 4.3真实路径(True Path) (18) 4.4搜索 (18) 4.5体积&高度错边测量 (19) 4.6交替式激光器 (19) 4.7示教跟踪(Teach Track) (20) 5.配置和可选项 (21) 5.1应用概述 (21) 5.2硬件和软件可选项 (22)
硕士学位论文 MASTER DISSERTATION 基于激光视觉的焊缝跟踪及纠偏系统 Welding Seam Tracking and Correcting System Based on Laser Vision 作者沈鹏程 校内导师孙坚教授 校外导师倪鹏 专业领域控制工程 中国计量学院 二〇一五年六月
Welding Seam Tracking and Correcting System Based on Laser Vision By Pengcheng Shen A Dissertation Submitted to China Jiliang University In partial fulfillment of the requirement For the degree of Master of Engineering China Jiliang University June, 2015
中图分类号TP242.2 学校代码10356 UDC621.3 密级公开 硕士学位论文 MASTER DISSERTATION 基于激光视觉的焊缝跟踪及纠偏系统 Welding Seam Tracking and Correcting System Based on Laser Vision 作者沈鹏程专业领域控制工程 校内导师孙坚教授校外导师倪鹏 申请学位工学硕士论文类型应用研究 二〇一五年六月
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国计量学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解中国计量学院有关保留、使用学位论文的规定。特授权中国计量学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日
1.1车辆定位及货物追踪系统 1.1.1系统概述 车辆定位及货物追踪系统面向中小物流企业提供对其自有车辆监控调度、货运管理，面向中小物流企业和货主提供货物跟踪支持功能，各会员企业只需购买GPS/GSM智能车载单元即可为客户提供高质量的物流状态跟踪服务。同时，实现了对政府部门运政执法车辆、应急指挥车辆等的及时监控，一方面在处理突发事件时，便于应急交通指挥工作的开展，另一方面，还将起到规交通行政执法人员执法行为、提高文明执法水平、确保交通运输安全、提升交通文明形象等作用。 车辆定位及货物追踪系统功能框架图 1.1.2功能设计 1.1. 2.1实时监控 1.车辆实时监控 车辆实时监控功能主要面向物流企业和政府部门，用户通过实时
监控功能可以掌握车辆的位置信息、车辆状态信息等。车辆实时监控功能可以有效的使运输企业监督驾驶员的驾驶行为，了解下属车辆的运行信息，同时为政府部门在处理突发紧急事件时的指挥工作提供了依据。 2.货物跟踪监控 货物实时监控功能主要面向货源单位和物流企业。用户通过实时监控功能可以掌握货物的位置信息、货物状态信息等。从而为了解货物位置、货物状态、监督运输过程、制定生产决策等提供帮助。 1.1. 2.2轨迹回放 轨迹回放功能主要面向物流企业和货主，用户通过轨迹回放可以了解了解车辆/货物历史的行驶情况，便于运输企业查看、监督下属车辆和驾驶员的工作情况，便于货源单位了解货物运输情况，监督运输企业运输过程。回放前用户可以自定义回放的电子地图，回放过程中用户可以自行调节回放速度、同时系统在明显信息中详细显示每点轨迹信息。 1.1. 2.3报警管理 报警管理功能主要面向车主、运输企业，在报警管理功能模块用户可以设定各种发出警报条件，如盗车报警、断电报警、越界报警、超速报警、温度报警等，当车辆状态超出设定围时系统自动向用户发送警报信息，如车辆位置、报警原因等，以便用户更快掌握车辆和货物当前信息，对突发状况尽快提出解决方案。
焊接自动化、智能化的关键问题是焊缝的自动查找、自动跟踪寻位-焊缝跟踪传感 1.焊接行业发展趋势 焊接行业是关乎工业制造生产与维护服务的核心行业之一，是大型安装工程建设期间的一项关键工作，其进度直接影响到计划的工期，其质量的好坏直接影响到工程的安全运行和使用寿命，其效率的高低直接影响工程的建造周期和建造成本。为了减少人为因素对焊接质量的影响、提高生产效率就需要使焊接过程更加自动化和智能化，这也是焊接行业发展的必然趋势。 焊接自动化、智能化的关键问题是焊缝的自动查找、自动跟踪，苏州博智慧达自主研发的3D激光焊缝跟踪系统可以轻松获取焊缝位置、焊缝偏转角度、焊缝宽度、高度、深度等信息，并支持市面上大部分机器人品牌的数据通讯，如FANUC、ABB、KUKA、安川、川崎等。将数据实时反馈至上位机，已达到最佳工艺控制要求。
焊缝自动跟踪系统的作用是精确检测出焊缝的位置和形状信息并传递给焊枪（机器人）控制系统，控制系统根据检测结果调整焊枪位置，从而实现焊缝自动跟踪。 2.工作原理 激光焊缝跟踪传感器采用激光三角反射式原理，即激光束被放大形成一条激光线投射到被测物体表面上，反射光透过高质量光学系统，被投射到成像矩阵上，经过计算得到传感器到被测表面的距离（Z轴）和沿着激光线的位置信息（X轴）。移动被测物体或轮廓仪探头，就可以得到一组三维测量值。所获得的信息可用于焊缝搜索定位、焊缝跟踪、自适应焊接参数控制、焊缝成形检测并将信息实时传递到机械手单元，完成各种复杂焊接，避免焊接质量偏差，实现无人化焊接。 传感器通过复杂的程序算法完成对常见焊缝的在线实时检测。对于检测范围、检测能力以及针对焊接过程中的常见问题都有相应的功能设置。设备通过计算检测
焊缝跟踪的控制算法 （一）理论模型 虚线 Y( t )为焊炬的跟踪调节曲线, 可视作系统执行机构的输出量,即 ： ()()t Y t S t dt =? 传感器在焊缝坡口 B 点的偏移量e1（t ）实际上是 R ( t )曲线上B 点相对于 Y( t )上 A 点的偏差量,即 1()()()()()t e t R t Y t R t S t dt τ τ-=--=-? 设焊接速度V ( mm/ s)，则焊接点 A 滞后检测点B 时间为：V λ τ= （s ） 再设()S τ是焊炬从t τ-时刻到t 时刻的调节量,即: ()()t t S S t dt τ τ-=? 则焊炬行走 时间后与坡口中心的实际误差应为: ()1()()1()()t t e t e t S e t S t dt τ τ-=-=-? 理论上 ,只要知道机械系统的传递函数, ()S τS 便可 知道 ,但实际系统 的传输 函数 往往很难准确得到,因此△S 直接求解比较困难 焊接起始点 实际焊缝的坡口中心曲线 焊枪的跟踪曲线
（二）由模型得出的简易控制算法 实际的焊缝跟踪过程中，视觉系统提供的位置偏差是经过传感器经过一帧一帧的图像采 集后，再经过一系列的图像处理，最终得出位置偏差信息提供给控制器。因此，需做以下设定： (1) 位置请求指令发送时间间隔和执行机构调整时间间隔同步； (2) 在每次位置请求时，在上一调整周期内焊枪已完成所需的调整量； (3) λ为采样间隔点的整数倍。 设O 点为初始参考点，O 0为焊枪开始纠正起始点，从O 点到O 0点，视觉传感器只做图像采集，焊枪并不进行跟踪，这一段距离属于“盲区”。i e 为每次识别的坡口中心点与初始参考点之间的差值，i m 为每一步的焊枪实际跟踪量。 系统焊枪实时跟踪量m i 的算法为： 1 () i i i a i i a m e m ---=-∑ （ i=a ，a+1， ···，n ） 焊接方向
电弧传感器焊缝跟踪系统 1 前言 随着电弧传感技术的发展，焊缝跟踪引入了电弧传感技术，电弧传感器作为一种实时传感的器件与其它类型的传感器相比，具有结构较简单、成本低和响应快等特点，是焊接传感器的一个重要的发展方向，具有强大的生命力和应用前景主要应用在两方面：一方面主要用在弧焊机器人上，另一方面主要用在带有十字滑块的自动焊上。本文对国内外焊缝跟踪系统电弧传感技术、信号处理技术和控制技术的研究现状分别做一介绍，在此基础上总结出一套较为先进的焊缝跟踪系统的实施方案，为焊缝跟踪系统研制提供依据。 2、电弧传感焊缝跟踪技术的发展状况 2.1 电弧传感器发展概述 焊缝自动跟踪方面，传感器提供着系统赖以进行处理和控制所必须的有关焊缝的信息。我们研究电弧传感器就是要从焊接电弧信号中提取出能够实时并准确反映焊炬与焊缝中心的偏移变化信号，并将此信号采集出来，作为气体保护焊焊缝自动跟踪系统的输入信号，即气体保护焊焊缝自动跟踪系统的传感信号。 目前，国际、国内焊接界对电弧传感器的研究非常活跃，用于焊缝跟踪的电弧传感器主要有以下几种类型: (1)并列双丝电弧传感器。利用两个彼此独立的并列电弧对工件施焊，当焊枪的中心线未对准坡口中心时，其作用焊丝具有不同的干伸长度，对于平外特性电源将造成两个电流不相等，因此根据两个电流差值即可判别焊炬横向位置并实现跟踪。 (2)旋转扫描电弧传感器。在带有焊丝导向的喷嘴旋转时，旋转速度与焊接电流之间存在一定的关系。高速旋转电弧传感器可用于厚板间隙及角接焊缝的跟踪，在结构上比摆动式电弧传感器复杂，还需要在焊接工艺、信息处理等方面进行深入的研究。 (3)焊炬摆动式电弧传感器。当电弧在坡口中摆动时，焊丝端部与母材之间距离随焊炬对中位置而变化，它会引起焊接电流与电压的变化。由于受机械方面限制，摆动式电弧传感器的摆动频率一般较低，限制了在高速和薄板搭接接头焊接中的应用。在弧焊其他参数相同的条件下，摆动频率越高，摆动式电弧传感器的灵敏度越高。 2.2 电弧传感器的工作原理 电弧传感器的基本原理是：利用焊炬与工件之间距离变化引起的焊接参数变化来探测焊炬高度和左右偏差，在等速送丝调节系统中，送丝速度恒定，焊接电源一般采用平或缓降的外特性，在这种情况下，焊接电流将随着电弧长度的变化而变化。电弧传感器的工作原理如图1所示。 L为电源外特性曲线，在稳定焊接状态时，电弧工作点为A0，弧长L0 ，电流I0 ，当焊炬与工件表面距离发生阶跃变化增大时.弧长突然被拉长为L1.此时干伸长还来不及变化，电弧在新的工作点A1.燃烧，电流突变为I1，电流瞬时变化为△I1反之亦然。从上述分析可以得出，电弧位置的变化将引起电弧长度的变化，焊接电流也相应变化，从而可以判断焊炬与焊缝间的相对位置。 2.3 电弧传感器的数学模型 控制系统包括控制器和对象二大部分，其中被控对象的动态特性是主要的，所以建立被控对象的数学模型是所有工作的第一步，所谓“系统建模”，就是对软件中过程的抽象描述。 常用的建模方法有：a机理分析法;b统计建模法;c神经网络建模法;d智能建模法。 我们在这要分析的是旋转电弧焊炬长度和焊接电流之间的数学模型H(s)—I(s)，其中输入量是弧长，输出量是实时的焊接电流。虽然不同系统中具体的结果各异，但结果均为二阶的对应关系。根据文献有如下结论： 设G(s)为焊炬高度H(s)到电流I(s)的传递函数，则它在理论上可表示为：
井冈山大学 电子与信息工程学院 UML实验报告 姓名:王诗锐 学号: 90913014 班级: 09软件一班 实验课题:物流信息管理系统指导老师:夏洁武
目录 1.引言 3 1.1开发背景 3 1.2可行性分析 3 2．任务概述 3 2.1、开发意图: 3 2.2应用目标 3 2.3物流公司物流信息管理系统的功能要求 4 3．系统功能分析 4 3.1 系统中的用例 4 3.2 系统中的角色 5 4、系统功能模块设计 5 5、系统功能结构 5 6、系统UML建模 6 6.1用例图 6 6.2交互图 6 6.3类图 8 1.引言
1.1开发背景 在当今高速发展的信息社会，现代物流行业突飞猛进发展，伴随着我国国民经济连续多年的高速增长，为现代物流发展创造了良好的条件。目前，我国各类物流企业有14万家左右，展望整个21世纪，可以说现代物流业还将有更大的发展。 在发达国家，物流理论促使物流实践快速发展。经济全球化及现代物流业发展的系统化、信息化、仓储运输的现代化和综合化等趋势，对我国物流业的发展提出了全方位的挑战。传统物流行业的操作模式已经不适应现代的物流行业，如何缩短物流过程，降低产品库存，加速对市场的反应，这是所有企业所面对的问题。本系统就是针对这些问题根据中小型企业的实际需求而开发的一套物流管理系统。 系统的开发能够帮助企业实现对物流全过程的优化调度和动态控制，高效整合企业的物流业务，以全面提高经济效益和效率为目的，提供高效、实用、技术的物流管理系统和运营手段。 物流管理系统是集现代运输、仓储配送、搬运、调度、跟踪为一体的网络系统，系统的开发实现了商品从原料供应商、制造商、分销商到零售商再到消费者的各个环节的有机结合。 1.2可行性分析 由于传统物流行业操作过程复杂，手续繁多，业务信息多，围绕这些信息的处理也很纷杂。而且，物流行业竞争激烈，这种竞争，一方面表现在发展客户的市场开拓上，另一方面也存在于收集处理信息的速度、广度和深度，以及在业务操作中对业务数据处理的准确性和严密性，而更高层次上，还牵涉到公司决策层对整体业务的控制和协调。 物流管理系统从物流行业的实际需求出发，参照先进的物流理念和多家领先的物流公司实际的运营流程开发而成，系统从完善的基础信息设置到货物的托运管理、在线跟踪，信息查询、到最后各种报表的生成，清晰的业务流程，使操作人员能够按照流程清晰的进行实际的操作，保证物流运作有序而高效的进行。 2．任务概述 2.1、开发意图: 在现在社会中,物流公司起着越来越重要的作用,物流信息管理是一项要求准确而且高效的工
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原作者：Jonathan Moore 翻译：Dr. Lin Sanbao (林三宝博士)
前言 尽管我们在编写这个手册时已经尽了最大努力，但是我们不接受任何由通过使用或者错误使用本手册中的信息，或者可能包含在本手册中的错误，而引发的责任和义务。本手册所提供的信息只是用于培训的目的。 英文版权所有 ? Meta Vision Systems 2000。 中文版版权所有? 中国哈尔滨AWPT－RDC联合实验室 所有权力保留，未经允许，不得以任何形式复制本手册或本手册中的任何部分。 联系方式： Meta Vision Systems Ltd. Oakfield House Oakfield Industrial Estate Eynsham Oxfordshire OX8 1TH UNITED KINGDOM Tel: +44 (0) 1865 887900 Fax: +44 (0) 1865 887901 Email: support@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, 中国地区: 地址：珠海市九洲大道兰埔白石路105号二楼西 邮编：519000 电话：0756 --- 8509695、8508516、6680610、6602419、6626464 传真：0756 --- 8500745 联系人：魏占静 电邮：jbw@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, wzj0756@https://www.doczj.com/doc/a38622045.html, 网址：https://www.doczj.com/doc/a38622045.html,
激光焊接机器人焊缝跟踪方法
激光焊接机器人焊缝跟踪控制方法 陈智龙 120160033 摘要：当前激光焊接机器人在实际的工业生产中应用的越来越广泛，在汽车制造业以及其他机器制造业激光焊接机器人在生产中的作用也越来越大。如何提高焊接机器人的焊缝精度问题以及控制焊缝轨迹已成为激光焊接机器人发展的首要难题。 关键词：激光焊接机器人；焊缝轨迹；控制 0引言 激光作为焊接和切割的新手段应用于工业制造，具有很大发展潜力。在国际汽车工业领域，激光加工技术已广泛得到了应用，激光切割与焊接逐渐成为标准的汽车车身生产工艺．国内也已积极推广应用，但目前主要还是以引进成套激光加工设备为主，用于激光钎焊、激光渗透焊、激光对接焊、白车身激光三维切割和激光金属零件表面热处理[1]. 由于成本考虑，有些汽车厂家则直接进口国外激光加工的零部件．为提升我国汽车制造的技术能力，我们应依靠国内技术能力，自主创新，在更广范围和更深层次上，加快激光加工在制造业的应用发展．车身在整车制造中占有重要地位，不仅车身成本占整车的40％～50﹪，而且对汽车安全、节能、环保和快速换型有重要影响。 人口老龄化不断逼近，各制造业工厂着手进行技术改造工程设计，采用了许多工业机器人，以提高生产线的柔性程度为基础，为制造厂家提供了生产产品多样化，更新转型的可能性．以上汽大众汽车车 身生产车间为例，机器人能独立完成工件的移动搬运、输送、组装夹紧定位，可完成工件的点焊、弧焊、激光焊、打磨、滚边、涂胶等工作．有的工位上把上件、夹具、工具以机器人为中心布置，以便机器人能完成多个工序，实现多品种、不同批量的生产自动化．采用机器人使焊接生产线更具柔性化、自动化，使多种车身成品可在一条车身装焊生产线上制造，实现多车型混线生产．因此，焊接生产线必须很容易地因产品结构、外形的改变而改变，具有较高的柔性程度[2] 。 由于柔性车身焊接生产线可以适应汽车多品种生产及换型的需要，是汽车车身制造自动化的必然趋势，特别是进入上世纪90年代以后，各大汽车厂家都
配送中心货物跟踪管理制度 为了更好地搞好配送工作,进一步规范配送人员的业务操作行为，加强对配送驾驶员的监督管理,最大限度保证配送货物安全及公司车辆安全运营,及时掌握车辆动态和货物安全,避免出现无单操作、私自带货等违规的行为，切实提高对配送业务流程的管控及车辆运营率和客户的服务水平，特制定本管理制度。 一、配送日常工作流程 1、配送人员在安排我司车辆进行配送业务的过程中，需向驾驶员提供明确的配送指令（包括收货人和配送的车辆、时间、地点）并由配送人员每日对给驾驶员的配送指令进行明确的记录并留档保存。 2、车辆装卸货时，驾驶员必须对货物进行清点，装完货要及时关好车门上锁，保证整个运输过程的货物安全性。 3、配送中心专人专项对每票货物进行定点电话跟踪并及时查看车辆GPS动态监控系统，掌握车辆的实时动态，作好笔记存档，市区配送规定车辆发出后一小时必须进行一次跟踪并做好记录,车辆到点后半小时跟踪一次,对车辆往返时间进行监控，如发现往返时间严重超时的，需查明原因。及时掌握卸车情况,发现有客户延误卸车的情况要及时报告
并做好记录,同时及时与货主反馈解决。 4、驾驶员要按正常的配送路线行驶，保证货物安全的到达客户所在地，并在规定的时间内及时返程。 5、驾驶员将货物送达客户后，必须与客户的收货人员做好货物的交接，保证货物的数量、规格准确无误，同时确保客户收货人员在交接单据上签字盖章确认，并带回相应的单据，留档保存。 6、配送中心专人专项负责回单管理、登记、追讨、造册分类，并与财务部在与客户结算前二天办好交接手续。 7、经常与在档客户进行联络、电话沟通，知其心态和要求，并把客户的需求情况予以文字形式上报，以便公司决策所用。 8、每月中旬随机抽查公司及各专线公司的经营状况，把抽查情况以文字形式上报决策部门。 9、严格执行公司管理制度，按内部营运规则下发通报、通告或者表彰等。 二、非常事情处理 1、货物在运输途中出现丢失、损坏等现象马上上报部门经理，同时会同相关部门必须在24小时内处理完毕，给客户一个满意答复。发生车祸、车辆逃逸等现象，立即上报经理室，必须在2小时内做好善后一切工作，努力把损失及负面影响降低到最低水平。
弧焊机器人焊缝跟踪方法的研究现状 (2010-11-18 8:53:12) 95人次浏览 随着科技水平的进步，人们对焊接质量的要求也越来越高。而人工焊接时，由于受到技术水平、疲劳程度、责任心、生理极限等客观和主观因素的应影响，难以较长时间保持焊接工作的稳定性和一致性。而且，由于焊接恶劣的工作条件，愿意从事手工焊接的人在减少，熟练的技术工人更有短缺的趋势。另一方面，电子技术、计算机技术、数控及机器人技术的发展为焊接过程的自动化提供了有利的条件，并已渗透到焊接的各个领域。 近年来，焊接自动化程度在不断的增加，2000年时，中国焊接生产的机械化自动化率,按熔敷金属计算约为30%,而发达国家的焊接自动化率已经达到65%以上[1]。焊接自动化生产已是必然的趋势。焊接机器人是焊接自动化的革命性的进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化的生产方式[2]。 目前，用于工业生产的弧焊机器人主要是示教再现型机器人，在机器人弧焊过程中，它们可以在其工作空间内高精度重复已经示教的动作。但这也带来一定的局限性，那就是应变能力很差，对工件的装配精度要求较严，重复性要好。如果焊接条件基本稳定，则机器人能够保证焊接质量。但在实际焊接过程中，因为机器人工作时为了避免发生危险，操作人员不准或不宜进入机器人的工作区域，使得操作者不能近距离实时监视焊接过程并作必要的调节控制，所以当实际的焊接条件发生变化时，例如焊接过程中的工件在加工、装配过程中的尺寸误差和位置偏差以及工件加热变形等因素的变化会使接头位置偏离所示教的路径，这样会造成焊接质量下降甚至失败。所以精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键，它是实现焊接过程自动化的重要研究方向。 1 弧焊机器人在焊接中的应用现状 自从60年代机器人进入工业领域以来，发展较为迅速。预计从1999-2003年，世界实际装备工业机器人数量将由1999年的743,000台增加到892,000台，其中在“机器人王国”日本有370，000
1.1 车辆定位及货物追踪系统 1.1.1 系统概述 车辆定位及货物追踪系统面向中小物流企业提供对其自有车辆监控调度、货运管理，面向中小物流企业和货主提供货物跟踪支持功能，各会员企业只需购买GPS/GSM智能车载单元即可为客户提供高质量的物流状态跟踪服务。同时，实现了对政府部门运政执法车辆、应急指挥车辆等的及时监控，一方面在处理突发事件时，便于应急交通指挥工作的开展，另一方面，还将起到规范交通行政执法人员执法行为、提高文明执法水平、确保交通运输安全、提升交通文明形象等作用。 车辆定位及货物追踪系统功能框架图 1.1.2 功能设计 1.1. 2.1 实时监控 1.车辆实时监控
车辆实时监控功能主要面向物流企业和政府部门，用户通过实时监控功能可以掌握车辆的位置信息、车辆状态信息等。车辆实时监控功能可以有效的使运输企业监督驾驶员的驾驶行为，了解下属车辆的运行信息，同时为政府部门在处理突发紧急事件时的指挥工作提供了依据。 2.货物跟踪监控 货物实时监控功能主要面向货源单位和物流企业。用户通过实时监控功能可以掌握货物的位置信息、货物状态信息等。从而为了解货物位置、货物状态、监督运输过程、制定生产决策等提供帮助。 1.1. 2.2 轨迹回放 轨迹回放功能主要面向物流企业和货主，用户通过轨迹回放可以了解了解车辆/货物历史的行驶情况，便于运输企业查看、监督下属车辆和驾驶员的工作情况，便于货源单位了解货物运输情况，监督运输企业运输过程。回放前用户可以自定义回放的电子地图，回放过程中用户可以自行调节回放速度、同时系统在明显信息中详细显示每点轨迹信息。 1.1. 2.3 报警管理 报警管理功能主要面向车主、运输企业，在报警管理功能模块用户可以设定各种发出警报条件，如盗车报警、断电报警、越界报警、超速报警、温度报警等，当车辆状态超出设定范围时系统自动向用户发送警报信息，如车辆位置、报警原因等，以便用户更快掌握车辆和
物流货物跟踪系统方案介绍 一、背景 随着世界经济一体化进程及中国经济的高速发展，物流产业在国民经济中已经扮演着越来越重要的角色。但是，随着物流产业化的竞争越来越激烈，广大客户对物流公司的服务质量的要求越来越高；同时随着我国物流领域的逐渐开放，世界级领先物流企业的大量涌入，他们凭借着先进的信息化管理，使得国内物流行业面临着竞争极大地挑战；因此，如何加强自身的专业化、信息化建设，已成为国内整个物流行业刻不容缓的大事。 如何利用现代信息产业技术应用在物流产业，以提高效率、减少成本、提升服务是建设现代化物流产业的重要标志。 二、目前市场上用于的GPS定位产品现状 物流货物是在移动之中的产业主体，各物流公司能够及时掌握货物的位置信息非常重要，目前有些物流公司曾尝试采用过GPS定位与GSM相结合的方式来解决物流调度与管理，但是大多数应用不是很成功，究其原因是因为移动终端产品过于简单，所有查询调度都要集中在监控中心处理，甚至有些监控中心运营商要求物流公司每月按每台机交给他们“管理”费用；这时，物流公司才能知道运输车的位置，才能对自己的货物进行管理； 这样无形之中给物流公司增加了不小的经济负担。尽管如此，用户使用起来仍然很不方便，因为车辆位置信息皆要经过“监控中心”的“服务”与转发，各物流公司使用起来非常不灵活，在国内物流行业中，因为要增加附加的“月租”费用，而使得他们很少采用这种完全依赖于监控中心“服务”方式来建立位置信息的信息化管理。 三、物流行业比较实用的市场需求分析及功能要求 1.手机查询需求 许多物流公司对于能够随时查询货物的位置的功能是非常重视的，他们需要物流公司的管理人员以及货主能够通过手机收发短信息来随时方便地查询当前货物所在的地点（因为手机是最常用的通讯工具），而不是仅仅依靠公