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焊接机器人视觉识别系统在管板焊接上的应用现状

时间：2017-07-06 来源：机器人在线阅读：10778

目前在焊缝识别及焊缝跟踪方面己经被广泛应用的焊接机器人中，大多数都属于示教再现型机器人，然而在实际焊接生产过程中，为了安全，在机器人工作期间，焊接工人不能进入机器人的作业空间，无法对焊枪和机器人进行观察，无法对机器人的操作进行实时调整。这样一旦出现工件的安装误差、加工误差、位置变化以及较大焊接变形等情况，就会导致焊接生产质量的极度下降，情况严重时甚至会出现焊接失败。针对目前在线示教型焊接机器人的种种缺陷，在焊缝识别及跟踪领域对焊接机器人进行实时控制研究吸引了众多研究者的目光。

焊接机器人进行焊缝跟踪主要依赖于传感反馈，应用于焊接过程中跟踪焊缝的传感器种类各异，其分类如图1.2所示。每种传感方式都有各自的优缺点，各具有一定的应用范围，其中电弧传感器和视觉传感器在焊接领域应用最广。

视觉传感器使用较多的是可见光，利用摄像机对焊接区域拍摄图像，图像可以反映出焊接区域各部分的情况，得到各个部分二维和三维信息，非常直观阴。目前，视觉传感技术已经得到了很大的发展，按照是否添加辅助光源，可分为主动视觉传感和被动视觉传感。主动视觉使用激光等作为外部辅助光源，通过将激光等辅助光照射到被检测物体上，采集工件表面形成的激光条纹等图像，获取特征信息。被动视觉传感则是使被检测物体在自身光源或自然光源的照射下直接在传感器中成像

在焊接自动化领域中，主动视觉传感器的应用比较早，它的原理都是基于三角测量的方法。在使用主动式视觉传感器对焊缝进行跟踪时，摄像机和激光(或结构光)是必不可少的。

被动视觉传感在焊缝识别、焊缝跟踪领域也得到了广泛应用。文献通过摄像机采集焊缝熔池区的图像，采集的图像需要经过一系列特定的图像处理算法，从而识别出焊缝的中心位置。在此基础上，设计了一种参数自调整模糊控制器，能够对焊缝跟踪过程中出现的偏差进行调节。整个过程中焊枪的运动通过主控计算机进行控制。

将视觉传感应用于焊接机器人，并与机器人相结合，必须将工件的位置信息转换成机器人基坐标系下的位置信息，因而摄像机标定以及手眼标定是不可或缺的。

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