【摘要】：機(jī)器人焊接中的工件與焊縫的定位、跟蹤控制是智能化自主機(jī)器人焊接的重要問題。本文基于線激光傳感器,將焊縫的定位、識(shí)別、跟蹤整合作為多功能、全流程的機(jī)器人焊接視覺系統(tǒng)。建立了基于矩陣轉(zhuǎn)換形式的測(cè)量原理。根據(jù)激光轉(zhuǎn)換矩陣和手眼矩陣實(shí)現(xiàn)二維圖像到三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換,完成立體測(cè)量重建過程。開發(fā)了自動(dòng)化標(biāo)定軟件,通過簡(jiǎn)單的平面標(biāo)定板即可完成標(biāo)定。利用基于Hessian矩陣的Steger方法提取圖像線特征及其方向信息。針對(duì)不同接頭形貌,設(shè)計(jì)形貌模型,將接頭形貌分成若干子區(qū),在各子區(qū)內(nèi)利用提取的方向信息過濾方向性噪聲,并使用隨機(jī)抽樣一致算法進(jìn)行形貌直線的擬合,提取到的焊縫中心點(diǎn)用于焊接跟蹤。算法在各種焊接圖像噪聲,如亮斑、反光、飛濺等干擾下仍能穩(wěn)定識(shí)別出接頭形貌與焊縫中心點(diǎn)�；谌S點(diǎn)云數(shù)據(jù),使用KD樹背景模型對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行背景減除,利用工件夾角信息的分步擬合平面模型分割出工件點(diǎn)云,進(jìn)而識(shí)別焊縫以及焊接起始點(diǎn),引導(dǎo)機(jī)器人進(jìn)行焊縫定位。針對(duì)典型焊縫,如T型角接和V型對(duì)接等,進(jìn)行焊縫引導(dǎo)跟蹤實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)了精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),使用理想示教軌跡與跟蹤軌跡比較,得到軌跡偏差曲線以及全過程的平均偏差。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,焊縫跟蹤平均誤差為0.528)8)。焊縫成形良好。本套系統(tǒng)能滿足于實(shí)際機(jī)器人焊接生產(chǎn)的要求。
【圖文】：

并且使用了 PID 與模糊控制結(jié)合的控制算法，根置對(duì)焊槍軌跡進(jìn)行糾正，同時(shí)結(jié)合了電弧傳感進(jìn)行高度方向的的跟蹤結(jié)果。但這種多傳感融合的手段也表明了被動(dòng)視覺傳感器三維方位（在焊接中體現(xiàn)為工件表面法向方向）的信息，必須他手段進(jìn)行。被動(dòng)視覺傳感器更適用于觀察當(dāng)前焊槍下的焊接前觀察焊縫的位置。動(dòng)視覺方法和雙目立體視覺方法相比，利用激光輔助光源的主適合焊接過程的焊縫位置信息提取。激光掃描是利用激光作為輔法作為原理的測(cè)量系統(tǒng)。在三維重建等高精度形貌領(lǐng)域被廣泛于焊接工件的形貌測(cè)量中。文獻(xiàn)[21]介紹了最新的一些主動(dòng)傳感量的研究，分布在主動(dòng)激光視覺的圖像預(yù)處理、激光條紋特征貌特征提取等研究領(lǐng)域。一些特殊焊縫，改變光結(jié)構(gòu)能提高焊縫測(cè)量性能，圖 1-1 展示構(gòu)，如三線光[22]、環(huán)狀光[23]、十字形光[24]、三角形光[25]等。其了一套新穎的環(huán)形結(jié)構(gòu)光視覺傳感器來針對(duì)厚板對(duì)接焊縫進(jìn)行設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)光能對(duì)特定結(jié)構(gòu)的焊接接頭取得更好的測(cè)量結(jié)果。

圖 1-2 線激光傳感測(cè)量原理. 1-2 Measuring principle of laser stripe sensing焊縫跟蹤傳感器的早期研究中, 文獻(xiàn)取激光條紋中心點(diǎn)，，之后通過基于規(guī)則套算法能 7hz 每秒的速度在 GMAW 過算能力而采用的這些基于規(guī)則的形貌匹到的圖像易受到焊接條件下的噪聲，如的是準(zhǔn)確識(shí)別焊縫中心點(diǎn)，為了利用焊獻(xiàn)[28]利用了文獻(xiàn)[30]中提出的“split-a提取焊縫形貌，檢測(cè)焊縫特征點(diǎn)。另一激光點(diǎn)，如圖 1-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG409

【參考文獻(xiàn)】

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1 丁南南;劉艷瀅;張葉;陳春寧;賀柏根;;基于SURF-DAISY算法和隨機(jī)kd樹的快速圖像配準(zhǔn)[J];光電子.激光;2012年07期

2 何洪文;趙海燕;鈕文

本文編號(hào)：2694092