本文關(guān)鍵詞：焊接機器人焊接路徑識別與自主控制方法研究及應(yīng)用

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【摘要】：焊接是制造業(yè)中實現(xiàn)材料連接的重要加工技術(shù),隨著焊接制造業(yè)呈現(xiàn)出的多批次小批量、環(huán)境惡劣和人員缺乏的問題日益突出,焊接的智能化成為了關(guān)鍵。因此,研發(fā)焊接機器人和焊縫視覺識別關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)焊接制造過程的自動化、柔性化與智能化已經(jīng)成為當(dāng)前多個行業(yè)的迫切需求。本文主要研究基于視覺的焊接機器人焊接智能路徑識別方法和自主控制方法,并搭建實驗平臺,應(yīng)用于焊接機器人焊道路徑識別與機械臂控制,為焊接機器人向智能化發(fā)展提供關(guān)鍵技術(shù)。具體工作主要如下:針對旋轉(zhuǎn)工件V形多層焊縫中的焊縫深度和形狀不斷變化等問題,提出一種新的焊縫序貫動態(tài)識別算法。首先對焊縫圖像進行預(yù)處理,然后采用序貫方式識別焊縫特征角點,用前面多幀焊縫視頻中的角點均值來校驗當(dāng)前幀中的角點位置。最后基于特征角點獲取焊縫位置、寬度及斜率等信息。針對薄鋼板焊縫焊接機器人,提出一類高精度、柔性的視覺跟蹤控制方法,以實現(xiàn)窄焊縫的在線實時感知和視覺控制。首先提出了一種抗干擾能力強的焊縫圖像處理方案,實現(xiàn)窄焊縫特征的可靠提取和通信傳輸。接著提出了一種基于圖像的閉環(huán)視覺控制方法,開發(fā)了視覺控制器及其執(zhí)行系統(tǒng),實現(xiàn)了焊接機器人焊縫軌跡的實時高精度跟蹤。提出了機械臂視覺預(yù)測控制方法。首先通過攝像機來提取二維圖像的特征信息,然后求得圖像特征變化率與機器人運動速度之間的映射關(guān)系,進而通過視覺預(yù)測控制方法獲得控制信號,驅(qū)動機器人到達期望位姿,實現(xiàn)對期望目標(biāo)的跟蹤控制。提出了基于增強學(xué)習(xí)的焊接機械臂軌跡跟蹤控制方法。首先介紹了增強學(xué)習(xí)的基本原理,然后提出了基于SARSA的機械臂焊接應(yīng)用中軌跡跟蹤控制策略,得到了期望的實驗結(jié)果。
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TP242

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