基于激光視覺(jué)傳感的機(jī)器人焊接系統(tǒng)及多層多道規(guī)劃研究.pdf

1、在中厚板的焊接中，多層多道焊是常用的焊接方法之一。現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用中多采用人工焊接，勞動(dòng)強(qiáng)度大、焊接作業(yè)環(huán)境惡劣，急需一種可以用弧焊機(jī)器人替代人力的自動(dòng)化智能化焊接方法。目前大量使用的“示教-再現(xiàn)”型機(jī)器人的焊接路徑和焊接參數(shù)是預(yù)先設(shè)置的，如果焊接過(guò)程中焊接條件發(fā)生變化，焊接機(jī)器人無(wú)法感知并做出相應(yīng)的反饋，將會(huì)導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降甚至無(wú)法完成正常焊接。
　　針對(duì)弧焊機(jī)器人在中厚板焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用，本文開(kāi)發(fā)了一套用于弧焊機(jī)器人的激光視覺(jué)傳

2、感系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括激光視覺(jué)傳感器、圖像采集卡和主控計(jì)算機(jī)，可以顯著提高弧焊機(jī)器人中厚板焊接的自動(dòng)化和智能化水平。
　　本文根據(jù)激光傳感器獲取的圖像特征對(duì)圖像處理算法進(jìn)行了分析和綜合，通過(guò)提取感興趣區(qū)域減少運(yùn)算量，排除弧光和飛濺的干擾，提高了圖像處理的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性。結(jié)合重心法和二階導(dǎo)數(shù)極值尋找出焊縫特征點(diǎn)在圖像中的位置并且還原出其在空間中的三維坐標(biāo)。為了實(shí)現(xiàn)焊縫的實(shí)時(shí)跟蹤處理，引入了目標(biāo)跟蹤技術(shù)中的目標(biāo)區(qū)域模板，結(jié)合圖像處理和特征

3、點(diǎn)識(shí)別方法，可以滿足焊接過(guò)程中焊縫邊緣穩(wěn)定連續(xù)提取的要求。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，焊縫邊緣的跟蹤精度在 X-Y方向?yàn)?.7mm，Z方向?yàn)?.8mm，可以滿足實(shí)際焊接要求。
　　本文基于等面積焊道規(guī)劃方法，建立了中厚板焊縫坡口間隙變化情況下的焊道規(guī)劃解析模型。該模型首先將多層多道焊接的坡口截面簡(jiǎn)化為梯形截面焊道和平行四邊形截面焊道，并分別推導(dǎo)了兩種截面下焊接工藝的規(guī)劃方法。針對(duì)變間隙情況下的多層多道焊接，該方法通過(guò)建立解析模型計(jì)算出焊接速度、