基于結構光視覺的爬行式弧焊機器人控制系統(tǒng)設計.pdf

1、在工業(yè)生產(chǎn)中，大量的焊接工作需要在現(xiàn)場進行，對于大型工件的現(xiàn)場焊接，人工焊接具有效率低、質(zhì)量得不到保證等缺點。為此，本文設計了一種針對大型鋼結構工件現(xiàn)場焊接的爬行式弧焊機器人控制系統(tǒng)。它能很好地適應現(xiàn)場條件，高質(zhì)量的完成焊接任務。
　　本文以結構光視覺傳感器作為檢測裝置設計了爬行式弧焊機器人控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)包括視覺傳感器、圖像采集卡、運動控制卡和工業(yè)用控制計算機。結構光視覺傳感器通過攝像機進行焊縫信息采集，圖像采集卡負責將采集到

2、的信息上傳到工控機，工控機通過對焊縫圖像進行處理得到實際的焊縫特征信息。經(jīng)過一系列的算法處理后工控機將特征信息送到運動控制器控制機器人進行調(diào)整。
　　本文首先從硬件層面上對控制系統(tǒng)各部分進行了介紹；其次，從視覺控制角度對系統(tǒng)進行了分析和討論；然后針對實際焊接過程中遇到的問題提出了相應的解決方法；最后討論了焊接應用程序相關的算法設計并給出了了相關的應用程序流程圖。
　　研究主要內(nèi)容如下：首先，針對實際需要選擇了以結構光視覺作為

3、傳感器的輪式爬行機器人控制方案，并給出了控制系統(tǒng)的總體設計思路。其次，針對機器人視覺控制系統(tǒng)，闡述了結構光視覺測量所依據(jù)的三角測量原理。通過分析兩種不同的視覺控制方式并結合自身條件給出了基于圖像的弧焊機器人視覺控制方案并對弧焊機器人的視覺控制過程進行了動態(tài)分析。
　　然后，基于實際的焊縫跟蹤要求并結合弧焊機器人實際的機械結構，提出了具有針對性的問題解決方案。對焊縫跟蹤過程的分析中發(fā)現(xiàn)的三個影響焊縫跟蹤精度的實際問題分別給出了相應的