本文關(guān)鍵詞：弧焊機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)的研究和實現(xiàn)

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【摘要】：機(jī)器人焊接是現(xiàn)代生產(chǎn)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,如何提高焊接智能性已成為現(xiàn)代焊接制造工藝發(fā)展必須要解決的問題。然而,現(xiàn)在的機(jī)器人大多都是示教再現(xiàn)型,應(yīng)變能力較差,對于工件的裝配精度要求也比較高。如果在焊接過程中存在工件的裝配偏差和熱應(yīng)力變形,機(jī)器人則無法復(fù)現(xiàn)理想的示教軌跡,這也將直接影響焊接的質(zhì)量和一致性。單純的機(jī)器人系統(tǒng)沒有能力檢測到焊縫的偏差,因此需要一個獨立的焊縫偏差檢測系統(tǒng)把偏差信息發(fā)送給機(jī)器人控制器,以便機(jī)器人在焊接過程中自主做出路徑調(diào)節(jié)。本文對弧焊機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析,采用一種六點工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法標(biāo)定了焊槍坐標(biāo)系。然后對笛卡爾空間的軌跡進(jìn)行了S型加減速曲線插補(bǔ),提出一種參數(shù)化的擺焊軌跡規(guī)劃方案。該方案計算少,可以方便的修改參數(shù)來改變軌跡。此外,分析焊接時電弧的靜態(tài)物理數(shù)學(xué)模型,得到焊槍高度和焊接電流的線性關(guān)系。結(jié)合本文提出的擺焊插補(bǔ),研究了一種機(jī)器人擺動電弧傳感器,采用了一種從頻域進(jìn)行濾波和偏差提取的方案,實驗證明可以準(zhǔn)確得到焊縫位置偏差信息。根據(jù)電弧傳感器得到的偏差信息,提出了一種軌跡在線糾偏方案。本文還著重研究了結(jié)構(gòu)光視覺傳感器,根據(jù)結(jié)構(gòu)光檢測原理設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)光視覺傳感器,采用了一種基于運(yùn)動的攝像機(jī)內(nèi)參、結(jié)構(gòu)光平面、機(jī)器人手眼標(biāo)定方案。并對攝像機(jī)采集的圖像進(jìn)行處理,得到特征點的像素坐標(biāo),再經(jīng)過標(biāo)定的視覺系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人坐標(biāo)系中就得到焊縫的位置信息,根據(jù)這些位置信息提出了一種機(jī)器人軌跡在線糾偏方案。本文提出的一種參數(shù)化的擺焊軌跡規(guī)劃,大大減少了插補(bǔ)運(yùn)算過程,適用于寬焊縫的焊接,并且為研究擺動電弧傳感器提供了條件。設(shè)計的電弧傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、方便實現(xiàn)等優(yōu)點,可以實現(xiàn)V型焊縫和角焊縫的焊縫跟蹤功能。設(shè)計的視覺傳感器標(biāo)定過程簡單,為更加復(fù)雜的焊縫實現(xiàn)跟蹤它提供了可能。
【關(guān)鍵詞】：弧焊機(jī)器人 擺焊 焊縫跟蹤 電弧傳感器 結(jié)構(gòu)光視覺傳感器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及研究意義8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀8-12
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 焊縫跟蹤技術(shù)的研究9-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 弧焊機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)分析和軌跡規(guī)劃14-30
• 2.1 機(jī)器人運(yùn)動學(xué)建模14-19
• 2.1.1 機(jī)器人的正解16-17
• 2.1.2 機(jī)器人的逆解17-19
• 2.2 工具坐標(biāo)系的標(biāo)定19-24
• 2.2.1 工具坐標(biāo)系位置的標(biāo)定19-21
• 2.2.2 工具坐標(biāo)系姿態(tài)的標(biāo)定21-22
• 2.2.3 工具坐標(biāo)系姿態(tài)的描述22-24
• 2.3 笛卡爾空間的軌跡規(guī)劃24-27
• 2.4 擺焊軌跡規(guī)劃27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 基于電弧信號的焊縫位置檢測30-40
• 3.1 焊接電弧傳感器模型的建立和仿真30-35
• 3.1.1 焊接電弧靜態(tài)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)30-32
• 3.1.2 電弧傳感器原理和仿真32-34
• 3.1.3 理論偏差的提取34-35
• 3.2 焊接電流的采集和分析35-37
• 3.2.1 焊接電流的采集35-36
• 3.2.2 焊接電流的濾波和偏差提取36-37
• 3.3 驗證濾波和偏差提取方案37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于結(jié)構(gòu)光視覺的焊縫位置檢測40-56
• 4.1 結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的設(shè)計40
• 4.2 結(jié)構(gòu)光視覺傳感器的數(shù)學(xué)模型的建立40-43
• 4.2.1 攝像機(jī)模型40-42
• 4.2.2 結(jié)構(gòu)光投影模型42-43
• 4.3 機(jī)器人與結(jié)構(gòu)光視覺傳感系統(tǒng)的標(biāo)定43-52
• 4.3.1 攝像機(jī)內(nèi)參標(biāo)定和結(jié)構(gòu)光平面參數(shù)標(biāo)定43-45
• 4.3.2 機(jī)器人與攝像機(jī)的手眼標(biāo)定45-47
• 4.3.3 標(biāo)定實驗47-52
• 4.4 焊縫特征點提取52-55
• 4.5 本章小節(jié)55-56
• 第5章 焊縫跟蹤實驗和分析56-62
• 5.1 電弧傳感器偏差補(bǔ)償方案56-57
• 5.2 電弧傳感器焊縫跟蹤實驗57-60
• 5.3 視覺傳感器焊縫偏差補(bǔ)償方案60-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 結(jié)論62-63
• 參考文獻(xiàn)63-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈紅芳,鄭建榮;弧焊機(jī)器人虛擬樣機(jī)研究[J];上海電機(jī)技術(shù)高等專科學(xué)校學(xué)報;2002年02期

2 李瑞峰,于殿勇,孫立寧,高小輝;新一代弧焊機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年02期

3 陳炯;弧焊機(jī)器人應(yīng)用與推廣[J];電焊機(jī);2003年05期

4 劉雙偉,王克鴻;發(fā)展弧焊機(jī)器人自動焊技術(shù)的途徑[J];機(jī)械制造與自動化;2004年02期

5 汪蘇,張東升,陳光輝,肖玉平;弧焊機(jī)器人自適應(yīng)簡化數(shù)學(xué)模型[J];電焊機(jī);2005年03期

6 鄭永強(qiáng);經(jīng)濟(jì)型弧焊機(jī)器人集成系統(tǒng)的應(yīng)用[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2005年01期

7 陳繼文;范文利;李彥鳳;李凡冰;;教學(xué)型弧焊機(jī)器人設(shè)計[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2006年01期

8 姜海珍;李亮玉;范芳蕾;周鑫;;一種弧焊機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2007年02期

9 王曉峰;陳煥明;;弧焊機(jī)器人焊接姿態(tài)與工藝參數(shù)聯(lián)合規(guī)劃[J];焊接技術(shù);2008年06期

10 蔡廣宇;崔士林;;弧焊機(jī)器人直線軌跡精度測試研究[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2010年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐肖;;弧焊機(jī)器人在摩托車焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用[A];重慶汽車摩托車、焊接、涂裝學(xué)術(shù)研討會文集[C];2000年

2 劉南生;魏升;林浩亮;;爬行式弧焊機(jī)器人焊縫位置檢測中的抗雜光干擾研究[A];第十一屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)討論會論文（摘要集）[C];2006年

3 駱遠(yuǎn)福;谷聲孔;;弧焊機(jī)器人在三萬輛汽車組焊線上應(yīng)用技術(shù)研究[A];四川省汽車工程學(xué)會第一屆二次年會論文集[C];1991年

4 劉志峰;倪楠;黃海鴻;;弧焊機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)的研究與發(fā)展[A];2004“安徽制造業(yè)發(fā)展”博士科技論壇論文集[C];2004年

5 陳炯;;便攜式關(guān)節(jié)型弧焊機(jī)器人的開發(fā)[A];第十一次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2005年

6 田勁松;吳林;戴明;;弧焊機(jī)器人系統(tǒng)的編程分析及其數(shù)學(xué)建模[A];第九次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];1999年

7 李金泉;陳善本;吳林;;一種用于弧焊機(jī)器人視覺導(dǎo)引的圖像底層處理算法[A];第十次全國焊接會議論文集（第2冊）[C];2001年

8 鐘繼勇;許燕鈴;陳華斌;李來平;胡明華;陳善本;;五通連接器弧焊機(jī)器人焊接系統(tǒng)簡介[A];第十六次全國焊接學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

9 聶爾來;;AW－600弧焊機(jī)器人開發(fā)[A];面向21世紀(jì)的科技進(jìn)步與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展（下冊）[C];1999年

10 楊新剛;黃玉美;;一種弧焊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計和運(yùn)動學(xué)分析[A];制造技術(shù)自動化學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 記者 劉志良;佳士科技將主攻六軸弧焊機(jī)器人[N];中國船舶報;2014年

2 ;智能弧焊機(jī)器人在南昌問世[N];今日信息報;2004年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 蔡廣宇;弧焊機(jī)器人運(yùn)動位姿精度與焊縫圖像處理技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

2 馮勝強(qiáng);基于UG的弧焊機(jī)器人離線編程與統(tǒng)計方法的焊接質(zhì)量判定[D];天津大學(xué);2010年

3 杜乃成;弧焊機(jī)器人金屬快速成形研究[D];天津大學(xué);2009年

4 劉永;弧焊機(jī)器人工作站智能化技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2005年

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本文編號：902419