基于激光視覺傳感的機器人焊接系統(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?，F(xiàn)階段實際應用中多采用人工焊接，勞動強度大、焊接作業(yè)環(huán)境惡劣，急需一種可以用弧焊機器人替代人力的自動化智能化焊接方法。目前大量使用的“示教-再現(xiàn)”型機器人的焊接路徑和焊接參數(shù)是預先設(shè)置的，如果焊接過程中焊接條件發(fā)生變化，焊接機器人無法感知并做出相應的反饋，將會導致焊接質(zhì)量下降甚至無法完成正常焊接。
　　針對弧焊機器人在中厚板焊接生產(chǎn)中的應用，本文開發(fā)了一套用于弧焊機器人的激光視覺傳

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

3、點識別方法，可以滿足焊接過程中焊縫邊緣穩(wěn)定連續(xù)提取的要求。經(jīng)過實驗驗證，焊縫邊緣的跟蹤精度在 X-Y方向為0.7mm，Z方向為0.8mm，可以滿足實際焊接要求。
　　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化為梯形截面焊道和平行四邊形截面焊道，并分別推導了兩種截面下焊接工藝的規(guī)劃方法。針對變間隙情況下的多層多道焊接，該方法通過建立解析模型計算出焊接速度、