焊接路徑的視覺識別與機(jī)器人軌跡規(guī)劃.pdf

1、《中國制造2025》明確指出了我國未來的制造業(yè)要向智能化、自動化的方向發(fā)展。焊接技術(shù)在制造業(yè)技術(shù)中占有重要的地位，因此實(shí)現(xiàn)焊接過程的智能化、自動化成為焊接領(lǐng)域今后發(fā)展的必然趨勢。在目前的工業(yè)應(yīng)用中，大多數(shù)的焊接機(jī)器人都是通過示教再現(xiàn)的方式進(jìn)行作業(yè)，這種方式存在缺點(diǎn)之一是當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時需重新示教，多品種小批量的情況下焊接自動化程度不高，生產(chǎn)效率較低。焊接路徑的視覺識別與軌跡規(guī)劃技術(shù)，借助視覺傳感代替人的肉眼進(jìn)行焊接路徑的識別，并且對

2、焊接過程進(jìn)行軌跡規(guī)劃，達(dá)到機(jī)器人能自主進(jìn)行示教的目的，從而大大提高焊接機(jī)器人的自動化水平。
　　本文采用高清工業(yè)CMOS相機(jī)與UR3機(jī)器人形成“手眼關(guān)系”，搭建圖像采集實(shí)驗(yàn)平臺獲取焊縫圖像，首先對視覺識別系統(tǒng)進(jìn)行建模，介紹了攝像機(jī)的標(biāo)定模型和標(biāo)定方法，利用平面棋盤格作為靶標(biāo)對攝像機(jī)進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，提出了基于外參數(shù)的攝像機(jī)標(biāo)定精度評估方法，對攝像機(jī)標(biāo)定結(jié)果的精度進(jìn)行評估，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，標(biāo)定精度達(dá)0.582mm。通過求解機(jī)器人的“手眼

3、關(guān)系”，得到攝像機(jī)坐標(biāo)系到機(jī)器人基坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換矩陣。
　　其次介紹了焊縫圖像的處理過程，根據(jù)焊接工件的特點(diǎn)選擇Canny邊緣檢測算法對焊接路徑進(jìn)行邊緣檢測，并使用Hough變換方法對焊接路徑進(jìn)行提取，得到焊接路徑的走向方程，進(jìn)而得到焊接路徑特征點(diǎn)的圖像坐標(biāo)，為后面的視覺控制奠定基礎(chǔ)。
　　構(gòu)造了焊槍的糾偏控制模型，以比例控制律作為控制算法，通過TCP/IP的通訊方式實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與機(jī)器人控制器之間的通訊。采用三次樣條插值的方法對