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國內外視覺焊縫跟蹤發展現狀
日期:2019-07-30  瀏覽量:708  來源:

所謂焊縫跟蹤就是在焊接時實時檢測出焊縫的偏差,并調整焊接路徑和焊接參數,保證焊接質量的可靠性。由于工件的加工誤差(工件間的尺寸差異、坡口的準備情況等)、裝夾精度以及焊接時的熱變形等因素的存在,以示教-再現方式工作的弧焊機器人在焊接時常常因為焊縫和示教軌跡有偏差而導致焊接質量下降。所以焊縫跟蹤是保證焊接機器人焊接質量的一個重要的方面。在機器人焊接所使用的傳感器中,電弧傳感器和視覺傳感器占有突出位置,其中電弧傳感器用得最多,而視覺傳感器則被認為是最有前途得焊縫跟蹤傳感器。

主動視覺焊縫跟蹤

目前主動視覺焊縫跟蹤研究的內容主要有以下方面:

1、提高激光跟蹤的魯棒性,如適應各種焊接接頭,和接頭尺寸變化等。

2、跟蹤中的快速穩定的圖像處理方法。

3、傳感器的設計問題,例如激光和傳感器的角度。

4、焊縫跟蹤中的控制問題,主要為NN和Fuzzy及兩者結合方法。

被動視覺焊縫跟蹤

被動視覺傳感器所獲信息量大,接近人的視覺等突出優點,受到了研究人員的廣泛關注。受機器視覺技術的大量成功應用的啟發,人們嘗試將被動視覺傳感應用到各種焊接方法中,如 GTAW、GMAW 和 PAW 等。

在取像的位置方面主要是被動觀察熔池及其附近區域,另外利用工件的特征觀察其他區域而獲得焊縫信息。多數研究中攝像機是在斜上方的位置取像的,而在大型管的對接焊時則可以從熔池的側面取像,這樣可以獲得更豐富的信息, 能夠同時實現焊縫跟蹤和熔池控制。

對熔池機器人附近區域的取像時,取像時刻一般選取電弧亮度小且圖像穩定的時刻。脈沖GTAW焊接中,取像時刻通常固定在每個脈沖基值期間的某一時刻,通過電源同步脈沖來控制取像時刻。在 GMAW 焊接時,取像時刻通常為短路時刻。

目前利用被動視覺傳感器進行焊縫跟蹤的研究中,一般使用一個攝像機,所跟蹤的焊縫是二維的。這是因為根據一幅圖片很難獲得高度信息。雖然計算機視覺技術中有根據一幅灰度圖像恢復表面形狀的方法,但因熔池圖像本身很復雜且控制過程中有時間要求,所以很難在焊縫跟蹤中實現。即使使用兩個攝像機采用立體視覺技術計算高度,特征點的匹配也較困難。所以利用被動視覺跟蹤焊縫高度的問題上還需要作進一步的研究。

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