管道焊接機(jī)器人的可視焊縫追蹤系統(tǒng)

人們提出來一種以產(chǎn)生可視光線為基礎(chǔ)的焊縫追蹤系統(tǒng)，這種系統(tǒng)應(yīng)用于管道焊接機(jī)器人中。首先，在對(duì)焊接表面激光反射和照相機(jī)的位置，激光所在的平面以及焊接后激光條紋圖像的效果進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出了視覺傳感器。為了防止在焊縫圖像中出現(xiàn)嚴(yán)重的反射擾亂，人們開發(fā)了圖像處理和特征抽取的運(yùn)算法則。為了對(duì)管道焊接進(jìn)行焊縫追蹤，人們采取了一種圖像視覺控制系統(tǒng)。人們通過控制管道焊接機(jī)器人的焊縫追蹤實(shí)驗(yàn)來證實(shí)這個(gè)系統(tǒng)的性能。

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在涉及機(jī)器人焊接的相關(guān)問題中，焊縫追蹤是其中的一個(gè)重要問題，它也是進(jìn)行高質(zhì)量的自動(dòng)化焊接的基礎(chǔ)。工業(yè)上的焊接機(jī)器人大部分用于教學(xué)，并且機(jī)器人重復(fù)這個(gè)路徑以滿足焊接中光束的位置要求。在焊接機(jī)器人的這種模式中存在一些問題，例如焊接位置的不準(zhǔn)確性，由熱量擴(kuò)散而導(dǎo)致焊接處的變形與扭曲。這些問題導(dǎo)致光束偏離其理論上的焊接路徑，所以在焊接的過程中控制光束的焊縫軌跡是必要的。其次，管道焊接機(jī)器人不能預(yù)先對(duì)焊縫進(jìn)行定義，因?yàn)楫?dāng)管道改變方向時(shí)，焊縫可能偏離管道內(nèi)部的位置。焊縫的軌跡可以隨著軸線方向上管子的移動(dòng)而改變。在這種情況下，這種模式就不適合進(jìn)行管道的焊接，并且焊接機(jī)器人需要修正光束和及時(shí)焊接時(shí)焊縫之間偏移。

為了避免在移動(dòng)管道時(shí)出現(xiàn)焊縫的偏離，解決的辦法是用三自由度多機(jī)械手來升降管子，調(diào)整管子的位置，并擺正管子的方向。當(dāng)管子改變方向時(shí)，焊縫將偏離其原來的位置，然后，在進(jìn)行高質(zhì)量的焊接時(shí)就需要焊縫追蹤系統(tǒng)。