激光焊接機器人焊縫跟蹤方法(編輯修改稿)
2025-05-06 03:10 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)出了較好的跟蹤精度和穩(wěn)定性，可是這些方法都只是適用于低速和焊縫近似為直線型的情況，在高速和焊縫為鋸齒形等非純直線型的情況下并沒有進行討論[5]。關于控制方法魯棒性的研究，Kim曾指出一種具有魯棒性的基于視覺的焊縫跟蹤方法[6]，Huag也試圖利用新的算法來消除焊接過程中產(chǎn)生的飛濺和強光對圖像處理的影響[7]。國內(nèi)陳忠也提出了一種基于線激光視覺的機器人焊縫跟蹤魯棒控制方法[8]。 機器人視覺焊縫跟蹤系統(tǒng)由兩部分組成，分別是工業(yè)機器人和基于線激光的視覺系統(tǒng)。其中工業(yè)相機和激光器均固定在計算機測量與控制機械手的末端，組成eyeinhand手眼系統(tǒng)。焊縫輪廓的重建原理根據(jù)三角測量原理，對焊縫輪廓進行重建。如圖3所示，當機器人向前運動時，激光器發(fā)射出一束線激光照射在焊縫表面，相機捕獲得到變形的激光條紋圖像。激光條紋的變形情況與焊縫的輪廓形狀、激光器和工業(yè)相機的位置關系均有十分密切的關系。而且，激光條紋的形狀偏差和不連續(xù)性與焊縫的深度息息相關。當激光器和工業(yè)相機的位置關系經(jīng)過標定且保持不變時，焊縫輪廓的空間信息可通過激光條紋的圖像坐標來獲得[9]。 圖3 系統(tǒng)框架圖3 伺服控制方法 步驟一：焊縫輪廓預測量。為了更好地利用焊縫輪廓信息，可通過視覺系統(tǒng)預先對工件進行測量。首先控制機器人以較低的速度沿著焊縫的延伸方向運動，然后使固定在機械手末端的相機開始捕獲圖像，并將識別出的特征點進行坐標變換，將空間坐標信息傳送到控制器中。該過程需要確保相機和工件在一個合適的距離范圍內(nèi)以保證特征點能始終出現(xiàn)在相機的視場中。另外，為了獲得更多的焊縫輪廓點以求取更精確的輪廓信息，機器人的運動速度也需控制在較低的范圍內(nèi)。最后預測量得到的焊縫輪廓將以點數(shù)據(jù)的形式保存在控制器的數(shù)據(jù)存儲器中。步驟二：拐點識別與拐角辨認。如圖４所示，焊縫輪廓由拐角與直線段組成。因為當機器人運動到拐角處時容易出現(xiàn)視野盲區(qū)或發(fā)生速度突變，進而影響跟蹤的準確性與運動的穩(wěn)定性，因此為了獲得更好的跟蹤性能，應在不同的輪廓段使用不同的控制策略。為了辨認拐角區(qū)域的位置，因此為了獲得更好的跟蹤性能，應在不同的輪廓段使用不同的控制策略。為了辨認拐角區(qū)域的位置，需快速有效地對拐點進行識別。首先，在直線段上任意選?。?
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