摘要
在激光精密焊接场合中，由于会受到产品治具的加工精度以及其安装方式限制的影响，需要人工调整工件或治具位置，而人工操作必定会存在工人疏忽、重复性差及工作效率降低等现象。这必将导致焊接结果与预期相差甚远，因而造成产品缺陷。利用机器视觉技术引导焊接定位是解决该问题的一个有效方法，该方式通过分别计算模板和目标图片的位置，使两者结果作差得到补偿量，将补偿量发送给运动平台较正位置以达到准确焊接的目的。 本文通过对机器视觉以及视觉定位引导的关键技术研究，并结合产品的特点以及激光焊接过程中实际的工艺条件，提出了两步定位法：即先对图像进行粗匹配，进而再通过标识定位法实现精匹配。首先，本文通过对产品的焊接需求分析，完成了机器视觉硬件系统的选型；然后再对采集到的图像进行灰度化、图像滤波、二值化等预处理操作并介绍了处理的过程；在实现图像粗匹配的功能的过程中，本文针对基于NCC匹配的模板匹配算法进行了改进，经过实验仿真能够达到较为满意的匹配效率；在实现标识定位的功能上，本文使用canny算子得到边缘图像，再获取边缘每个点的坐标得到边缘点的集合。本文使用k-means算法对边缘点集进行了简单的二分类，再通过ransac算法拟合出两条直线，根据点线定位的原则，完成了对当前图像位置的测量。最后计算模板图片和目标图片度量的位置之差，可以计算两个产品的相对偏移，得到输出结果。考虑到本文整机设备在实际生产应用的状况，并结合设备的结构特点，提出了一种快速有效的标定方法且能够达到预期的标定精度。 实现了本文介绍的算法后，对该算法的实现结果进行了仿真实验，从准确性，执行时间以及稳定性等多方面考虑，结果都符合预期的标准，满足实际生产的需要。
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