机器人装配中孔位对准算法的研究与实现

针对在支重轮装配过程中支重轮的四个孔要与基座支架上的四个孔精确对准实现高效的装配的问题,提出了一种孔位对准的算法.首先是视觉系统分别定位出支重轮上的四个孔位和基座上相应的四个孔位信息;其次先保证两个孔位对准,判定其它两孔位的对准情况,重复该操作,通过变化预先固定的两中心点位置,最终找到最优的位置.最优四孔对准算法是先固定对角两孔的最优位置,判定剩余两孔,如果不满足条件再变换固定孔位置,直到四个孔都满足条件.该最优四孔对准算法在支重轮装配实验中,对一批支重轮进行了装配,实际装配结果验证了该方法的有效性.

基于焊接机器人的关节空间轨迹规划方法

针对"昆山一号"机器人关节空间运动的实际需求,结合机器人实时轨迹插补算法,提出了关节空间轨迹规划方法。运用离线编程软件仿真得到机器人末端运行轨迹,路径平稳连续。通过MATLAB仿真得到机器人各个关节角度变化曲线和关节速度变化曲线,关节角度曲线平滑连续,关节速度曲线合理无突变。关节空间规划方法也可以应用在由变位机、导轨和机器人组成的多轴系统中,运行轨迹连续稳定,速度曲线满足工艺要求。该方法应用于"昆山一号"焊接机器人中,满足焊接实时调速和实时调整轨迹的需要。规划结果表明关节空间规划方法是合理正确的。

基于CAD的机器人焊接、切割离线编程系统

针对目前工业机器人离线编程实际应用中无法快速、便捷实现等问题,本文介绍作者开发的基于三维CAD的机器人离线自动编程系统。该系统由姿态定义模块、后处理模块、仿真模块和焊接/切割工艺模块(专家系统)模块组成,可以根据CAD模型快速完成焊接/切割姿态的规划,解决了空间曲面堆焊机器人无法实现人工示教的问题,完成各种加工任务。实践表明,应用此系统能提高机器人焊接和火焰切割的质量与速度,提高了企业的生产效率和经济效益。

GMAW管道打底焊视觉监控系统研究

针对熔化极气体保护焊(GMAW)打底焊特点,利用CCD相机和复合滤光技术组成的光学系统,实时获取焊接图像,采用熔池检测、焊丝提取和焊缝跟踪算法,实时处理焊接图像,获取精确的焊缝边缘位置和焊缝宽度完成焊接,统计焊丝中心位置,并计算该位置与焊缝中心位置偏差,控制微调电机,完成焊丝中心纠偏。开发了一套完整的视觉监控系统,实验结果表明,系统能很好地完成GMAW管道打底焊。

摆动电弧焊缝跟踪技术的研究现状

随着生产自动化和智能化技术的迅速发展,各种新技术在焊接领域得到了广泛应用,焊接自动跟踪系统已成为焊接自动控制研究领域中的一个重要内容。精确的焊缝跟踪可以快速实现焊缝的精确定位,是保证焊接质量的关键,是实现焊接过程自动化的重要研究方向。介绍了弧焊机器人在工业中的应用情况,以及在弧焊机器人焊缝跟踪系统中常用到的传感器类型,重点论述了电弧传感器的工作原理以及目前国内外电弧传感器的应用发展和焊缝跟踪技术的研究现状。

一种基于结构光视觉的焊缝跟踪特征提取方法

对基于结构光视觉的焊缝跟踪特征提取方法进行了研究。首先通过逐列分割结构光条纹灰度波峰并计算其重心位置实现对结构光条纹中心线的提取,其中采用自适应阈值分割和波峰特征距离计算相结合的方法以保证提取的可靠性;其次利用逐点递增式的分段直线段最小二乘拟合提取了接头轮廓的形状特征,进一步利用预先定义的基元符号实现了接头轮廓的形状描述;最后在此基础上实现了对焊缝接头的识别和跟踪点的提取。分别进行了对接、搭接以及角接焊缝实验,验证了本方法的有效性。

结合Sobel算子与Snake模型的焊缝图像边缘提取

随着焊接自动化、智能化研究的深入,人们越来越注重焊接质量的自动控制.焊接过程中焊缝始终保持对中间隙中心是实现焊接过程自动化的前提条件.在管道打底MIG焊视觉跟踪系统中,首先基于光学成像的几何原理,通过CCD摄像机获取较清晰焊缝图像,使用Sobel变换获得Snake模型的初始轮廓点,然后使用贪婪Snake模型得到焊缝的准确边缘.实验结果表明,与原有Sobel变换算法相比,该方法显著提高焊缝提取的精度.

基于被动光的MAG管道打底焊焊缝边缘提取方法

焊缝跟踪是实现焊接自动化的前提条件.间隙的变化会影响基于熔化极气体保护焊(metal active gas,MAG)的管道自动打底焊的焊接质量,为此设计了基于电荷耦合器件(charge-coupled device,CCD)视觉传感的MAG打底焊焊接过程监控系统.但从CCD获取的焊接过程的图像通常具有很大噪声,亟需设计出有效的焊缝边缘提取方法,提出了一种新的焊缝边缘提取方法,使用预处理方法获取熔池区域,然后使用Sobel算子检测出候选左(下)焊缝位置作为贪婪Snake模型的初始轮廓控制点,使用贪婪Snake模型拟合焊缝边缘.结果表明,即使在出现噪声的图像中,该方法提取焊缝边缘也是有效的.

一种采用数学形态学与主动轮廓模型的熔池边缘提取方法

随着焊接过程自动化和智能化的发展,焊接质量信息的提取越来越受到国内外学者们的关注,基于图像处理的边缘提取技术逐渐被广泛应用。根据GMAW焊飞溅大的特点,在分析传感系统获取的熔池图像特征的基础上,结合数学形态学和Chan-Vese模型主动轮廓方法,对熔池图像进行边缘提取实验。实验结果表明,与单纯的数学形态学方法相比较,新的方法可以实时地提取出更加清晰、完整的熔池边缘。

基于人工势场法的管件切割路径规划

大型船厂对管件的切割焊接中,采用机械臂的自动切割、焊接及其编程规划问题是亟待解决的问题。阐述了基于人工势场的割枪切割管件的运动路径规划方法。在切割路径规划中,定义引力函数和斥力函数,通过MATLAB科学计算程序实现了所提出规划算法,并应用于Kuka机器人。仿真结果表明,所规划的机器人末端轨迹的准确性和可行性。