视觉检测与跟踪焊接机器人焊缝效果技术

目前，将视觉检测技术应用于焊接机器人焊缝的检测成为了国内外学者一个研究热点，这也是实现焊接智能化的一个重要环节，其主要是利用多种视觉传感设备实现对焊缝的数据进行采集、分析，获取焊缝的尺寸、坐标、形状等信息，为机器人自主焊接做铺垫。国外Sung等学者针对需要进行高速焊接的环境研究了一种多激光条纹视觉传感器系统，实现了对焊缝的检测与定位，根据单条激光条纹的三角测量原理，同时对一副图像中的多条激光条纹进行采样，获得焊缝的完整轮廓范围，从而实现对焊缝的定位，得到其尺寸以及位置坐标。上海交通大学的孙大伟等人针对角焊缝的外形检测问题，设计了一种基于编码结构光的检测系统，系统由机械臂、CCD摄像机、投影仪和上位机等组成，利用安装在机器人手臂末端的结构光传感器对焊缝进行测量，由投影仪向焊缝位置投射一副伪随机编码彩色条纹图像和一副空白图像，利用空白图像进行彩色补偿消除焊缝表面纹理对结构光的影响，从补偿后的图像中恢复空间焊缝的三维信息，然后根据相应的几何关系计算出焊缝的长宽等尺寸，实现对焊缝的可靠检测。大连大学的甄恒洲等人为了实现对复杂焊缝的精确跟踪，利用激光视觉传感器构建了一套拼接焊缝的测量系统，将焊接机床的焊接头同激光传感器连接在一起，根据三角测量原理，对激光条纹在焊缝曲面上的截交线进行检测，给出了焊缝中心线、宽度及曲面法矢信息的计算方法。高向东等人提出了一种基于卡尔曼滤波技术的电弧焊焊缝检测新方法，通过提取弧焊区熔池图像的质心，定义焊缝位置的特征矢量，建立图像质心状态和测量方程，同时为了减少系统受到噪声等干扰而出现的测量偏差，采用卡尔曼滤波的方法对质心的位置和位移进行函数估计，得到其在最小均方差情况下的最优估计值，实现了对焊缝位置的精确测量。