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焊接机器人焊接路径的自主示教

时间：2017-11-27 来源：机器人在线阅读：10778

焊接机器人焊接路径的自主示教

通过对系统的标定、图像的处理、焊接路径特征信息的获取后，需要做相关实验对理论进行验证，主要的目的是完成焊接路径的识别及焊接机器人的自主示教过程。通过对实验结果的误差分析，找出焊接路径识别中存在误差的原因，提出改进方案以提高系统的精度和稳定性，使其满足实际应用的要求。

自主示教实验

焊接实验样品选择

为了验证焊缝识别和自主示教实现的效果，必须进行焊接实验，焊接选用的材料为3.5mm厚的Q235钢板，实物图如图5-1所示。

鉴于实验室条件所限，没有实际的焊机，在研究初期，为初步验证焊接路径的识别算法及焊接机器人的自主示教的可行性，选择一个针尖装置代替焊枪，以模拟焊接过程。装置的如图5-2所示，该装置具有伸缩功能，当遇到垂直阻力时，能自由适应力的变化进行伸缩，防止针尖受损。

实验结果

基于视觉传感的焊接机器人焊接路径识别与轨迹规划系统，最终的目的是获得最佳的焊缝轨迹和焊接姿态，因此要通过实验对这两个关键的需求进行评估。在实验的时候首先进行相机的标定，得到摄像机的内外参数，接着进行手眼标定求解手眼关系，最后经过图像处理后得到焊缝中心线相对于机器人基座标系的位置信息，通过机器人的逆解，实现焊接的自主轨迹规划，并根据焊缝的位姿信息，实时调整焊枪的位姿，完成焊缝的焊接作业。为了验证通过视觉识别的方式得到的焊接路径的精确程度，进行两次实验，首先通过视觉识别的方式，采集焊接路径图像，对其进行处理后，借助视场范围的棋盘格作为辅助工具，得到焊缝中心在机器人基座标系下的坐标。第二组实验是通过示教的方式，UR3机器人最大的特点是可以柔顺示教，示教的精度相比于传统的通过示教盒的方式大大提高。首先将工具坐标系设在针尖的末端，通过拖动机器人，使针尖末端沿着焊接路径的中心运动，从示教盒上读取当前针尖在机器人基坐标系下的坐标。将两组实验得到的焊接路径中心处的坐标进行对比，如图5-3所示。