外文翻譯--關(guān)節(jié)機(jī)器人對(duì)基于視覺(jué)反饋控制的激光焊接的焊縫追蹤（中文）

1、中文 中文 2940 字關(guān)節(jié)機(jī)器人對(duì)基于視覺(jué)反饋控制的激光焊接的焊縫追蹤 關(guān)節(jié)機(jī)器人對(duì)基于視覺(jué)反饋控制的激光焊接的焊縫追蹤出處： 出處：Intellige. & Automation, LNCIS 362, pp. 281–287, 2007摘要 摘要：激光焊接對(duì)于機(jī)器人軌跡精度有相當(dāng)高的要求。為了提高機(jī)器人激光焊接時(shí)的動(dòng)態(tài)軌跡精度，人們基于立體視覺(jué)反饋控制的原理提出一種新的三維焊縫追蹤的方法。這種方法建立了一種可視反饋控制系統(tǒng)

2、，在該系統(tǒng)中有兩個(gè)集中于一點(diǎn)的相機(jī)被安裝在工業(yè)機(jī)器人的后面。人們建造了一種具有坐標(biāo)系統(tǒng)的工具以便把機(jī)器人最終環(huán)節(jié)的位置轉(zhuǎn)移到該工具上。人們提出了一種 GPI 轉(zhuǎn)移方法，這種方法是利用雙目望遠(yuǎn)鏡可視技術(shù)和一種逐行選配的修改法則來(lái)計(jì)算激光焦點(diǎn)和焊縫的位置，它使得激光焦點(diǎn)和焊縫之間的動(dòng)態(tài)軌跡錯(cuò)誤可以計(jì)算出來(lái)。人們最終控制機(jī)器人的移動(dòng)，并且在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)的基礎(chǔ)上盡可能減少運(yùn)動(dòng)軌跡的錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這種方法能有效改善用于激光焊接的工業(yè)機(jī)器人

3、的運(yùn)動(dòng)軌跡的精度。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人，視覺(jué)反饋，焊縫跟蹤，軌跡精度。1 引言 引言目前，賣給客戶的關(guān)節(jié)機(jī)器人僅僅能夠保證位置精度而不能保證運(yùn)動(dòng)軌跡。然而，隨著制造加工業(yè)的發(fā)展，一些高速和高精度的工作，例如激光焊接和切割，對(duì)軌跡精度有十分高的要求。此外，在嚴(yán)格地結(jié)構(gòu)化環(huán)境下目前的工業(yè)僅能夠在預(yù)定的命令下移動(dòng)，這限制了他們的應(yīng)用范圍。人們提出了許多研究計(jì)劃來(lái)改善機(jī)器人在人們所認(rèn)識(shí)的環(huán)境下的能力。作為一個(gè)重要的測(cè)量方法，視覺(jué)對(duì)改善工業(yè)

4、機(jī)器人在人們所認(rèn)識(shí)的不同的環(huán)境下的能力起著重要作用。參照文獻(xiàn)［1］ ，人們以位置為基礎(chǔ)建造了一種具有可視伺服系統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，并且提出了一種運(yùn)算法則，當(dāng)事先知道物體一些特征點(diǎn)的距離時(shí)，利用這種法則就可以用一臺(tái)照相機(jī)估計(jì)出物體的位置和外形。參照文獻(xiàn)［2］ ，基于 eye-in-hand 的可視伺服結(jié)構(gòu)，物體的平面移動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)了一種 eye-on-object 的方法。參照文獻(xiàn)［3］ ，有這樣一個(gè)問(wèn)題：機(jī)器人最終環(huán)節(jié)的真實(shí)位置與人們用空間路

5、徑規(guī)劃和圖像基礎(chǔ)控制的方法所預(yù)期的位置相差很遠(yuǎn)。參照文獻(xiàn)［4］ ，人們開發(fā)了一種工業(yè)火焰跟蹤系統(tǒng)來(lái)切割視覺(jué)上的平面圖形。T.－J.小湖等人 （艾德)： 機(jī)械手。焊接處。 ， Intellige。＆自動(dòng)化、 LNCIS 362, pp. 281–287,2007. springerlink.com Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2007在本文中，為了改善激光焊接機(jī)

6、器人移動(dòng)軌跡的準(zhǔn)確度，在軌跡追蹤的過(guò)（u0，v0）--圖像坐標(biāo)系中的中心點(diǎn)Sx,Sy—一個(gè)圖素的寬與高，mmf—凸透鏡的焦距，mm（CLXi，CLXi，CLZi）--在{CL}中直線上一點(diǎn)的坐標(biāo)系在{CL}中空間直線的等式如下：(2)nZ ZmY YlXCLCLCLCLCLCL0 0 0 X ? ? ? ? ?其中，(CLXi，CLYi，CLZi)--{CL}中線段上一點(diǎn)的坐標(biāo)系，mm（CLl，CLm，CLn）--在{CL}中被檢測(cè)線段

7、的方向矢量，mm控制系統(tǒng)的提出是為了通過(guò)移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人來(lái)控制軌跡線上的激光焦點(diǎn)。為了控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，軌跡線上的起始激光焦點(diǎn)應(yīng)預(yù)先計(jì)算出來(lái)。因?yàn)?，焊接線的曲率通常很小，所以，焊接線被近似的看成是由許多直線組成的。起始發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題變成計(jì)算直線中激光焦點(diǎn) M 的起始點(diǎn) N。構(gòu)建一個(gè)覆蓋點(diǎn) M 的平面并且與軌跡線垂直。因此，平面與軌跡線的交點(diǎn)就是起始點(diǎn)。(3)? ? ? ? ? ?? ?? ??? ? ? ? ?? ? ? ? ?nZ ZmY

8、YlX XZ Z n Y Y mCLCLCLCLCLCLMCL CLMCL CL0 0 0MCL CL 0 X X- l其中， （CLXM，CLYM，CLZM）--在{CL}中激光焦點(diǎn)的坐標(biāo)系，mm通過(guò)等式（3）就可以獲得{CL}中起始位置（CLXN，CLYN，CLZN） 。3 轉(zhuǎn)置計(jì)算 置計(jì)算改變起始位置的坐標(biāo)系，以及從{CL}到{T}的激光焦點(diǎn)，然后，通過(guò){T}中的Jacobian 矩陣在共同的空間中計(jì)算轉(zhuǎn)化后的坐標(biāo)系。如下所示構(gòu)建