基于单目视觉的初始焊位导引技术

针对传统焊缝起始点自动导引技术所采用立体视觉方法存在系统复杂、导引过程繁琐等问题,提出了一种基于eye-in-hand单目视觉的焊缝初始位置导引方法.首先调节机器人关节并获取不同位姿下焊缝初始位置图像,然后建立经过初始焊位点的直线方程,并将其转换到位于机器人基坐标系下.进一步求取上述两直线交点,最终确定初始焊位在机器人基坐标系下的三维坐标,以此引导机器人运动.结果表明,该方法能够在保证精确度的情况下实现对焊缝起始点进行导引.     

机器人结构光视觉三点焊缝定位技术

提出了机器人结构光视觉三点焊缝定位技术，使弧焊机器人可以适应批量生产中每次焊缝位置的变化，通过适当的数学描述，将焊缝一位问题转化为确定位变换矩阵。给出了三点焊缝定位法的求解过程，具有良好的理论可靠性。利用结构光视觉传感器获取焊缝位置信息，可以快速实现对焊缝的精确定位。     

基于手眼立体视觉的弧焊机器人平面工件定位系统

在工业生产中应用的焊接机器人都是示教再现式的机器人，在批量生产时这种机器人要求每次工件定位必须一致，否则需要重新示教；带有离线编程系统的机器人同样存在工件定位问题，如果工件定位不准，焊接机器人无法按原离线编程系统生成的路径完成焊接。作者针对平面工件开发了一套基于手眼立体视觉的弧焊机器人工件定位系统，首先对摄像机的内外参数和机器人手眼关系进行标定；然后控制机器人运动，使安装在机器人末端的摄像机在两个不同的位置取像；最后通过图像处理和立体视觉的方法来计算出平面工件在机器人基坐标系中的三维信息。试验表明该系统获取的工件定位信息精确。该系统为焊接机器人自主焊接奠定基础。     

局部环境焊缝初始位置图像识别方法

焊缝初始位置的自动识别与定位是实现智能化焊接的关键步骤之一.介绍一种边缘线相交定位初始焊缝位置的方法.通过由粗到精的2步模板匹配方法提取出焊缝初始位置区域.然后对初始位置区域进行图像处理,得到焊缝边缘特征,结合焊缝物理尺寸和摄像机参数信息分离边缘像素点并组成3个像素点集合,最后对分离出的像素点集进行最小二乘法直线拟合....     

基于局部模板匹配的GMAW初始焊位识别及工艺研究

为解决超超临界锅炉悬吊管自动焊初始焊位导引问题,提出了一种基于模板匹配的机器人GMAW初始焊位识别的新方法.对焊接机器人单目CCD视觉传感器的手-眼关系进行快速标定,对待匹配图像和模板图像进行了预处理,利用翅片角点特征,采用搜索策略和匹配算法对工件进行初始焊位识别,计算初始焊位偏差值并发送机器人控制器进行焊缝纠偏.分析...     

基于局部视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划

提出了一种基于视觉的弧焊机器人自主焊缝轨迹规划方法.通过使用CCD摄像机,不断地获取枪尖前方一小段焊缝的图像.由主控计算机进行图像处理,获取枪尖与焊缝间的偏差以及这小段焊缝的走向等信息.根据这些信息控制机器人沿焊缝前进,同时定时记录用焊缝偏差值修正后机器人坐标值,生成焊缝在机器人基坐标系下的坐标.当机器人沿焊缝走完一遍后,主控计算机控制机器人回到焊缝起点,开始沿焊缝焊接.用此方法对低碳钢曲线焊缝和铝合金曲线焊缝进行试验,结果表明该方法具有很高的实用价值.     

一种用于穿孔塞焊焊缝特征提取的视觉识别算法

针对三代核电站屏蔽厂房钢筋穿孔塞焊变角度、变间隙等复杂的接头特征,研究用于机器人智能化自适应焊接的视觉识别方法. 采用双条纹激光视觉传感技术对焊接前的待焊区域进行识别,结合离散数据模拟关系曲线设计一套视觉处理算法,实现了对各种影响穿孔塞焊接头焊缝成形的特征量的数据进行提取,包括塞焊孔圆心坐标及直径、钢筋凹凸高度、接头倾斜角度、焊缝间隙等,为后续的焊枪姿态与焊接工艺参数联合规划提供基础数据. 通过对比实测的采样数据对该算法的提取精度进行了误差分析. 结果表明,圆心坐标在x, y方向的误差都在 ± 0.2 mm的范围之内,倾斜角度在R_x,R_y方向的误差都在 ± 0.2°的范围之内,实现了穿孔塞焊接头特征提取的高精度和可靠性.     

管屏拼焊焊缝表面缺陷的激光视觉检测方法

针对管屏多道焊缝表面缺陷存在焊缝定位困难、计算量过大的问题,文中提出一种管屏拼焊焊缝表面缺陷激光视觉检测方法,建立基于激光视觉的管屏焊缝检测系统,并基于激光视觉相机拍摄管屏图像。分析管屏特征并结合形态学操作定位焊缝,使用高维多项式拟合解决焊缝缺陷快速检测问题,实现了对管屏拼焊表面缺陷的快速检测。结果表明,该检测方案能识别的最小缺陷为1 mm2,检测速度为0.438 m/s,提升了管屏焊缝表面缺陷的检测效率,解决了曲面焊缝定位难、数据量大的难题,实现快速对大量焊缝轮廓进行检测,并符合应用要求。创新点： (1)提出了一种管屏拼焊焊缝表面缺陷激光视觉检测方案,提升管屏焊缝表面缺陷检测效率。(2)提出了基于高阶曲面的焊缝缺陷检测方法,实现快速对大量焊缝轮廓进行检测。(3)管屏拼焊焊缝表面缺陷激光视觉检测方法经过数据集验证,效率和精度均满足应用要求。     

弧焊机器人起始焊接位置图像识别与定位

起始焊接位置的识别和定位是实现机器人智能化焊接的第一步,在分析焊缝接头类型的基础上给出了起始焊位的定义.采用CCD摄像机在自然光条件下获得待焊工件图像,由起始焊位的定义分析了起始焊位识别的方法.提出一种局部范围内由粗到细的两步精确定位方法.首先求取焊缝和工件边界交点作为初始值.第二步以该点为中心建立一个小窗口,在此局部范围内检测角点.根据设定的判断标准,可充分利用原图像的丰富信息和边缘提取后的结构化信息.结果表明,对规则焊缝,初始值与实际初始焊位能很好吻合,而对不规则的焊缝,初始值偏离实际位置.文中提出的两步定位方法则能准确的识别和定位具有明显边界的规则和不规则焊缝的初始焊接位.     

基于视觉图像传感的精密脉冲TIG焊焊缝跟踪

针对某复杂曲面薄壁不锈钢工件精密脉冲TIG焊中的焊缝跟踪问题 ,本文研究了一种基于视觉传感的高精度、高实时性焊缝跟踪技术。根据脉冲TIG焊的工艺特点 ,该技术通过选择特定波长的滤光片及合理的曝光时刻 ,采用工业CCD摄像机获取可直接分辨出焊缝、熔池和钨极的清晰、放大的焊接区图像。采用VC语言设计的图像处理算法 ,可以快速准确地识别出焊缝中心线 ,提取钨极偏离焊缝中心线的方向和距离 ,驱动步进电机调节焊炬位置 ,实现高精度、高实时性的焊缝跟踪。试验结果表明 ,该技术的单幅图像处理周期小于 12 0ms,能实现焊炬运动方向与焊缝偏差角小于 3 0°的焊缝跟踪 ,满足了复杂曲面的薄壁不锈钢工件的精密焊接要求。     

管道插接焊缝位置及焊枪位姿建模

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝.针对弧焊机器人工作的特殊要求,在不失一般性的基础上,建立了焊缝位置及焊枪位姿的数学模型,以坐标系的形式定量描述了焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确描述焊枪姿态的参数:工作角、行走角和自转角,并给出了计算方法.通过对相贯线焊缝特征的分析,发现相贯线上任意点的切线始终与过该点的两个圆柱切平面的交线重合,在此基础上提出了一种简单的建立焊缝特征矩阵的计算方法.该模型对管道插接具有通用性,对焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有重要意义.     

A method of initial welding position guiding for arc welding robot based on visual servo control

0　IntroductionCurrentlyintelligentizingweldingrobotisaresearchdirectionthatgreatattractsresearchers.Thereinto ,theapplicationofvisionsensoristhemostattractedoffsetinintelligentizingrobotweldingwithbroadenutilityfield[1] .Themainadvantageofusingvisionisthatitneedn’tdirectcontactwithobject,andeasytosolveproblemwithnaturalandefficientway ,soplantracebe foremovingandfeedbackinformationduringmoving .Itissuitabletotasksinwhichdemandtheabilitytoadaptthechangingenvironments .Thispaperexploredthetas…     

Guiding the welding robot to the initial welding position with visual method

Using step pattern match technology with variational resolution can recognize the position and orientation of the weld seam in the image. According to using the image segmentation method based on pattern match, not only advanced the speed and anti-jamming capability, but also captured the edge information of the weld seam and the edge of the workpiece, and the image coordinate of the initial welding position can be obtained. The matrix for hand-eye relationship of the robot can be calculated by adopting the rapid calculation method. According to the depth calculating principle with the special point matching using binocular stereovision, the initial welding position can be confirmed by calculating the middle point of the perpendicular line of two radials in the space, and the function to guide the welding robot to the initial welding position can be realized.     

EH36钢厚板双面双弧打底焊焊缝组织及性能

EH36钢厚板广泛应用于造船行业,文中采用多层多道双面双弧机器人MAG自动化立焊工艺焊接EH36钢,具有显著的优点和广阔的应用前景.打底焊是多层多道焊接中最重要的工艺过程,对接头性能有着重要影响.文中对打底焊接头组织和性能进行了研究.结果表明,厚板双面双弧立焊打底接头组织主要为针状铁素体和先共析铁素体.在经历随后的多层...     

紧密对接激光焊焊缝位置神经网络预测

激光焊接过程中,控制激光束准确对中焊缝是获得良好焊件的关键。以低碳钢板紧密对接激光焊(焊缝间隙不大于0.1 mm)作为研究对象,利用磁光传感法摄取焊接过程中焊缝区域磁光图像。分析焊缝区域图像特征,定义并提取紧密对接焊缝位置坐标,以前时刻的焊缝位置及其变化值作为输入量,当前时刻焊缝位置坐标作为输出量,应用神经网络建立焊缝位置的预测模型。试验结果表明,建立的前馈型神经网络能够较好地预测焊缝位置坐标,为激光焊缝及时纠偏和自动跟踪奠定基础。     

图像形态学在初始焊接位置检测中的应用

将图像形态学引入直焊缝的初始焊接位置检测过程中,首先采用结构小巧的CCD摄像机采集直焊缝图像,借助腐蚀边缘检测算子的图像形态学算法进行边缘检测,在保留图像关键信息的同时有效的滤除了其它干扰,然后选择多方向线性结构元素利用形态学处理算法进行方向滤波,最后配合Hough变换得到初始焊位点坐标.该算法直观简便快速,自适应性强,处理精度较高,且对于焊缝边缘的大多数干扰鲁棒性强,满足实际工作需要,为完成整个初始焊位导引过程奠定基础.     

旋转电弧传感弯曲焊缝移动焊接机器人结构设计

设计了一种基于旋转电弧传感的弯曲焊缝轮式移动焊接机器人机构，采用中间两轮差速驱动，前后对称布置一万向轮的结构，增加了机构的灵活性并降低了控制的难度；用两个直流伺服电机控制十字滑块实现左右与上下运动，采用旋转电弧传感器使焊枪与传感器一体，不仅结构紧凑，而且具有实时性。支撑焊枪的支板采用组合装配方式，对于折角变化频繁或折角较大的焊缝使用增加一转动关节的支板。该机器人结构紧凑、灵活，可实现对平面弯曲船形焊缝及各种平面弯曲角焊缝的自动焊接。     

移动焊接机器人大折角角焊缝跟踪及工艺

针对移动焊接机器人大折角角焊缝自动跟踪焊接过程中,因折角处的焊接速度难以保持恒定,导致折角顶点处焊缝不均匀问题,提出了根据焊接速度实时在线调整焊接电流的方法.首先对大折角处机器人焊缝跟踪进行运动学分析,在折角处焊接速度以余弦规律变化,保证焊接的正常进行.同时根据焊接过程焊接速度的变化,在线调整焊接电流的思想,通过试验进...