集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统

集装箱大梁自动焊接过程中,工件表面的反射不均匀、弧光、飞溅和烟尘等因素容易造成焊缝偏差识别不准确或难以稳定识别,因此设计了一种用于集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统。基于低成本结构光视觉传感器建立了高鲁棒的焊缝特征提取模型,该模型采用激光条纹的直线斜率对随机采样一致性算法的随机采样过程进行优化,以在复杂环境下实现模型对焊缝特征的稳定提取。不均匀强反射工件表面的焊接试验结果表明:焊接参数300 A、29 V、1 m/min下,Y向、Z向的平均检测误差分别为0.22 mm和0.19 mm,实现了稳定高精度的焊缝跟踪。

基于轨迹在线识别的3D折线焊缝机器人摆动GMAW实时跟踪方法

3D折线焊缝大量存在于海工装备、大型起重装备、物流运输装备等制造领域中,属于典型的复杂轨迹焊缝,主要通过示教再现的方式进行自动焊接。大量的重复示教工作严重限制了焊接效率和质量,实现焊缝实时跟踪是提高焊接质量和效率的有效途径。针对3D折线焊缝实时跟踪问题,建立一种基于轨迹在线识别的机器人摆动熔化极气体保护焊(Gasmetalarc welding,GMAW)实时跟踪系统。首先,提出一种基于点云数据处理的3D折线焊缝起焊点焊枪位姿检测方法,获取焊缝起焊点焊枪位姿;利用3D折线焊缝位姿信息在线快速提取方法获取焊接过程中焊缝位姿信息,实现焊缝轨迹在线识别。然后,利用摆动电弧偏差识别方法获取焊缝偏差。最后,提出一种基于轨迹在线识别的3D折线焊缝机器人摆动GMAW实时跟踪方法,利用模糊PID控制方法实现焊缝实时跟踪。针对折角范围为130°~230°的典型3D折线焊缝的焊接试验表明,起焊点寻位位置检测误差小于0.4mm,姿态估计误差小于1.8°,焊缝跟踪误差不超过0.4mm,满足3D折线焊缝实时跟踪的要求。