焊接路徑的視覺識別與機器人軌跡規(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。焊接技術在制造業(yè)技術中占有重要的地位，因此實現焊接過程的智能化、自動化成為焊接領域今后發(fā)展的必然趨勢。在目前的工業(yè)應用中，大多數的焊接機器人都是通過示教再現的方式進行作業(yè)，這種方式存在缺點之一是當外部環(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，生產效率較低。焊接路徑的視覺識別與軌跡規(guī)劃技術，借助視覺傳感代替人的肉眼進行焊接路徑的識別，并且對

2、焊接過程進行軌跡規(guī)劃，達到機器人能自主進行示教的目的，從而大大提高焊接機器人的自動化水平。
　　本文采用高清工業(yè)CMOS相機與UR3機器人形成“手眼關系”，搭建圖像采集實驗平臺獲取焊縫圖像，首先對視覺識別系統(tǒng)進行建模，介紹了攝像機的標定模型和標定方法，利用平面棋盤格作為靶標對攝像機進行了標定實驗，提出了基于外參數的攝像機標定精度評估方法，對攝像機標定結果的精度進行評估，根據實驗結果，標定精度達0.582mm。通過求解機器人的“手眼

3、關系”，得到攝像機坐標系到機器人基坐標系的轉換矩陣。
　　其次介紹了焊縫圖像的處理過程，根據焊接工件的特點選擇Canny邊緣檢測算法對焊接路徑進行邊緣檢測，并使用Hough變換方法對焊接路徑進行提取，得到焊接路徑的走向方程，進而得到焊接路徑特征點的圖像坐標，為后面的視覺控制奠定基礎。
　　構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的通訊方式實現計算機與機器人控制器之間的通訊。采用三次樣條插值的方法對