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基于PSO算法的焊接机器人机器视觉在焊接中的应用（上）

时间：2017-09-06 来源：机器人在线阅读：8621

1.3.2机器视觉在焊接中的应用

在工业制造领域，计算机视觉一般称作机器视觉。机器视觉是一门适用性很强的学科，发展至今机器视觉己经从最初的国防军工领域转向了民用，并己在医学诊断、遥感测量、智能加工等诸多领域获得了广泛应用。

焊接是一个包含多变量，非线性、强祸合的过程。由于工件的加工安装误差、焊接热变形等原因，焊缝位置会发生变化。“示教一再现”型机器人缺乏对外界变化反馈的能力，不能保证焊接质量与稳定性。针对这种情况，通常把各类传感技术与焊接机器人结合，赋予其感知外界信息的能力。

目前主要传感技术有:视觉传感，声音传感，触觉传感，电弧传感等。与其他传感技术相比，视觉传感具有精度高、信息丰富、灵敏度高、抗干扰力强的优点。此外视觉传感设备还具有不接触被检测物体、检测速度快，易于集成和维护等特点。因此被广泛应用于焊接过程中的信息采集和检测，如焊缝识别与导引、焊缝跟踪、熔池检测等。

图1-5是一个典型的视觉系统示意图，用CCD获取最原始图像后，传递给计算进行处理，并显示器上显示最终的处理结果。

在机器人焊接过程中，通过视觉传感器获取图像，有计算机进行处理、提取目标信息，并按照预先设定的准则实时调整焊接工艺，从而实现焊接过程的控制。对于焊接机器人视觉系统，可根据照明光源不同，把视觉传感器可分为“主动视觉”和“被动视觉”。基于主动式视觉的传感，由于其光源可控，因而在采集图像时抗干扰能力较强，图像真实性好，可显著提高图像的处理速度和稳定性。主动式视觉传感器根据辅助光源的工作方式，可分为结构光式(图1-6.a)和扫描光式 (图1-6.b)。

对于结构光式的视觉传感器，激光速经过反射后照射在工件表面，形成条纹状的结构光。通过合理的安装位置，可以有效避开弧光的干扰，从而提高了图像的质量。扫描式视觉传感器同样是利用工作表面的反射光来获取焊缝图像。只是在工作时通过扫描振镜，不断改变激光投射的角度，是的光源能够扫描整个工件焊缝。无论是结构光式还是扫描光式的视觉传感器，其获取焊缝剖面信息的工作基础都是三角测量原理。

视觉传技术主要用于自动焊接中的工件与焊缝的识别、视觉导引、焊缝跟踪、熔池检测等。关于这方面的研究较多，并取得了很多成果。