爬行式弧焊機(jī)器人

1、工業(yè)機(jī)器人姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：爬行式弧焊機(jī)器人摘要：本文介紹爬行式弧焊機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器的傳感原理、系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)依據(jù)。用會(huì)聚透鏡和柱透鏡組合產(chǎn)生線長(zhǎng) 3540 mm、線寬1 mm的 光紋投向焊縫,熱敏電阻組成橋式自功控溫電路，用5 L /s流量的空氣（或氬氣） 吹開(kāi)煙塵、蒸汽和飛濺物等，微型CCD攝像機(jī)加裝窄帶濾光片攝像，經(jīng)二值化、 圖像分割和中心取樣等圖像處理并計(jì)算出偏移量送控制系統(tǒng)引導(dǎo)爬行機(jī)器人正 確施焊。關(guān)鍵詞：弧焊機(jī)器人；爬行機(jī)構(gòu)；焊縫跟蹤；圖像處理Abstract:M ake use of combinat ion of assemble lens and co lumns

2、lens to produce ligh t veins of 35 40mm length and 1 mm w idth w hich is thrown to weld seam. Therm isto r compo ses of bridge2type electric circuit w h ich conto ls temperature automat ically.The rate of flow ing of 5 L /s blow s fumes, steam and splash th ing etc. M inni CCD is added n arrow 2tape

3、 filter ligh t p late to take p icture, through image process ing such as 2 valuemelt in g, image cut t ing, cent ral samp ling and calculate deviati on to send to con trol system,w h ich guides craw ling robo t to w eld correctly.Key words:Arcw lding robo t; Craw lmachine; Weld seam tracking; Image

4、 process ing1引言焊接是一種勞動(dòng)強(qiáng)度比較大、工作環(huán)境比較惡劣的工藝方法。在焊接過(guò)程中伴隨著弧光、輻射、高溫及大量的飛濺和煙塵出現(xiàn)。在這樣的惡劣環(huán)境，對(duì)工人的身體健康影響極大。但是隨著人類社會(huì)不斷進(jìn)步，人們對(duì)生活質(zhì)量和工作環(huán)境 的要求愈來(lái)愈高；同時(shí)科學(xué)技術(shù)和工藝水平的發(fā)展，大型重要構(gòu)件的焊接越來(lái)越 多，僅僅依靠手工焊接是難于滿足焊接質(zhì)量和焊接效率的要求。用機(jī)器人代替人的操作是人類夢(mèng)寐以求的理想。因此開(kāi)發(fā)具有智能化的機(jī)器人以取代人在危險(xiǎn)惡 劣環(huán)境下難以完成的工作，一直是科研工作者致力解決的課題之一?；『笝C(jī)器人主要應(yīng)用于各類汽車零部件的焊接生產(chǎn)。在該領(lǐng)域，國(guó)際大型 工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)主要

5、以向成套裝備供應(yīng)商提供單元產(chǎn)品為主。本公司主要從事弧焊機(jī)器人成套裝備的生產(chǎn)，根據(jù)各類項(xiàng)目的不同需求，自行生產(chǎn)成套裝備中 的機(jī)器人單元產(chǎn)品，也可向大型工業(yè)機(jī)器人企業(yè)采購(gòu)并組成各類弧焊機(jī)器人成套 裝備。在該領(lǐng)域，本公司與國(guó)際大型工業(yè)機(jī)器人生產(chǎn)企業(yè)既是競(jìng)爭(zhēng)亦是合作關(guān)系?；『笝C(jī)器人圖1弧焊機(jī)器人是焊接自動(dòng)化發(fā)展的主要方向，在汽車制造、工程機(jī)械等產(chǎn)業(yè)已有廣 泛的應(yīng)用。目前應(yīng)用的大都是示教再現(xiàn)型弧焊機(jī)器人，無(wú)法適應(yīng)焊接過(guò)程中焊縫 的變形、工件本身及其裝備的不一致，因而限制了其在大型油罐、船舶和壓力管 道等結(jié)構(gòu)件中的應(yīng)用。為了對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)品具有良好的適應(yīng)性和高質(zhì)量的焊接加 工,迫切需要提高它的智能水平1 。

6、傳感技術(shù)是提高弧焊機(jī)器人智能水平的關(guān)鍵技術(shù)之一。結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感 2 以其大量程、大視場(chǎng)和光紋圖像信息提取簡(jiǎn)單等特點(diǎn) ，近年來(lái)得到廣泛的 應(yīng)用。本文研究了適用于爬行式弧焊機(jī)器人的結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器。適合全位置焊接的、能夠在直壁、曲面等焊件上行走施焊的爬行式弧焊機(jī)器 人，其任務(wù)是解決生產(chǎn)實(shí)際中包括曲面焊在內(nèi)的全位置焊接自動(dòng)化 ，完成生產(chǎn) 現(xiàn)場(chǎng)豎焊、橫焊和曲面焊等焊接3 。它的工作環(huán)境對(duì)視覺(jué)傳感器而言是非常惡 劣的，強(qiáng)烈的弧光干擾幾乎淹沒(méi)光紋圖樣，燃燒的氣體、飛濺的鐵屑?jí)m埃影響焊 縫圖像信息的提取，高溫輻射要求對(duì)激光器和 CCD進(jìn)行冷卻降溫，爬行的運(yùn)動(dòng) 方式又要求整個(gè)傳感器的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小重

7、量輕。為此 ，我們?cè)诠庠垂β?、?長(zhǎng)選擇、光紋生成方法、圖像處理技術(shù)及CCD選型和冷卻防塵等方面進(jìn)行了大 量的研究。2爬行機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成爬行式弧焊機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)成主要由移動(dòng)機(jī)構(gòu)、圖象傳感系統(tǒng)、控制電路以 及計(jì)算機(jī)信息處理控制系統(tǒng)組成，如圖！所示。移動(dòng)機(jī)構(gòu)是機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)動(dòng)力系 統(tǒng)；圖象傳感系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)信息處理系統(tǒng)組成焊縫識(shí)別系統(tǒng)，以識(shí)別焊縫；控制電路與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)組成焊縫跟蹤系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。JttnMM()()«aM -a*2.1移動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)全位置爬壁機(jī)器人須具備兩個(gè)基本功能：吸附功能和移動(dòng)功能。爬壁機(jī)器 人按照吸附方式可分為空氣吸附式和磁吸附式兩種；按照移動(dòng)方式可分為輪式

8、、 履帶式、步行式三種。表！和表分別比較了不同的吸附方式和移動(dòng)方式的爬壁 機(jī)器人的性能優(yōu)缺點(diǎn)。本文所研究的機(jī)器人是用來(lái)在壁面、 球面、管道等曲面上 爬行焊接。必須具有較強(qiáng)的壁面適應(yīng)能力和 承載能力。履帶式移動(dòng)結(jié)構(gòu)由多個(gè)鏈節(jié)連成，接觸面積大，壁面適應(yīng)能力強(qiáng)。爬 壁焊接機(jī)器人的作業(yè)表面多為鐵磁性材料，選擇磁吸附方式可以達(dá)到機(jī)器人結(jié)構(gòu) 緊湊，吸附力大的效果。為了便于機(jī)器人在完成作業(yè)時(shí)能夠容易脫離工作表面， 采用電磁鐵吸附可以達(dá)到對(duì)磁吸力的控制。在鏈節(jié)上設(shè)置內(nèi)力補(bǔ)償式可變吸附 體，與運(yùn)動(dòng)相對(duì)獨(dú)立，使得履帶塊運(yùn)動(dòng)時(shí)能自由脫 離壁面，靜止時(shí)又能夠提供足夠大的吸附力。 因而本文爬壁機(jī)器人是采用雙履帶 電磁鐵

9、結(jié)構(gòu)，每條履帶上均勻分布二十個(gè)電磁鐵， 工作中始終保證有八塊磁塊與 壁面處于良好的吸附狀態(tài)。該結(jié)構(gòu)具有承載能力大，驅(qū)動(dòng)功耗小，路面適應(yīng)能力 強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，既能安全的吸附于壁面，又能以最小的力矩完成靈活運(yùn)動(dòng)， 代表了新 一代爬壁機(jī)器人的發(fā)展方向。2.2移動(dòng)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)本機(jī)器人系統(tǒng)是采用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的雙履帶結(jié)構(gòu)。由于直流電機(jī)具有啟動(dòng)力矩大，動(dòng)態(tài)性能好，調(diào)速范圍寬和控制較為簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)點(diǎn)， 因此在該移動(dòng) 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)裝置中，采用了兩臺(tái)直流伺服電機(jī)分別作為兩履帶輪的驅(qū)動(dòng)單元，包 括帶有減速齒輪的直流電機(jī)、伺服放大器以及用作速度反饋的旋轉(zhuǎn)光碼盤(pán)。它們 提供轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需要的轉(zhuǎn)速和力矩。通過(guò)調(diào)節(jié)兩履帶輪的轉(zhuǎn)速來(lái)控

10、制車體的運(yùn)行速 度和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，使機(jī)器人能夠按照所要求方向和速度移動(dòng)，完成前進(jìn)、后退、 按曲率半徑回轉(zhuǎn)及原地轉(zhuǎn)向等動(dòng)作，但是僅僅依靠改變兩輪的速度是不能讓焊炬 達(dá)到完全跟蹤焊縫的要求，因而在移動(dòng)機(jī)器人的本體上附有十字滑塊機(jī)構(gòu)。這樣 通過(guò)改變機(jī)器人兩履帶輪速度對(duì)焊炬進(jìn)行粗調(diào)，通過(guò)十字滑塊的移動(dòng)來(lái)達(dá)到對(duì)焊 炬進(jìn)行微調(diào)，從而達(dá)到焊炬完全跟蹤焊縫目的。2.3圖像傳感系統(tǒng)履帶智能弧焊機(jī)器人的圖像傳感系統(tǒng)主要是用來(lái)檢測(cè)焊炬與焊縫中心位置 的偏差，為焊縫跟蹤控制系統(tǒng)提供偏差輸入信息。 研究和發(fā)展自動(dòng)化、智能化焊 接過(guò)程控制系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量， 提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件的重要手段。為 達(dá)到機(jī)器人自動(dòng)跟蹤焊縫

11、這一目的， 首先需要獲得焊縫信息，識(shí)別焊縫。對(duì)于結(jié) 構(gòu)化環(huán)境下工作的機(jī)器人，其工作路徑相對(duì)固定，可以通過(guò)離線編程或示教再現(xiàn) 的方式實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃。而爬壁機(jī)器人多在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中作業(yè)， 機(jī)器人本體在不 斷運(yùn)動(dòng)，同時(shí)其作業(yè)環(huán)境惡劣、作業(yè)對(duì)象存在很強(qiáng)的不確定性， 因此必須實(shí)現(xiàn)作 業(yè)路徑自主規(guī)劃。據(jù)統(tǒng)計(jì)從獲取信息的()*是來(lái)自視覺(jué)，隨著計(jì)算機(jī)、信號(hào)處理等這應(yīng)使技術(shù)的快速發(fā)展使得機(jī)器人以人類視覺(jué)的方式獲取環(huán)境信息成為了可能爬壁機(jī)器人能夠以視覺(jué)信息為基礎(chǔ)自主規(guī)劃作業(yè)方案、 獲取作業(yè)過(guò)程中所需要的 信息。本系統(tǒng)選用了激光傳感器，由激光發(fā)生器與 $%攝像機(jī)組成，采用結(jié)構(gòu) 光作輔助光源的主動(dòng)式視覺(jué)傳感器，用一條光

12、束投射到焊縫上&工件表面位置的差異使得光在焊縫上產(chǎn)生形變；用攝像機(jī)攝取形變后的結(jié)構(gòu)光，檢測(cè)其圖中光帶 的形變位置，即可推算出焊縫的形狀；在標(biāo)定攝像機(jī)、光源及工件距離后，可求 出焊縫的實(shí)際三維位置，從而計(jì)算出我們控制系統(tǒng)中所需要的偏差量。 這個(gè)偏差 信息經(jīng)過(guò)控制系統(tǒng)運(yùn)算后，驅(qū)動(dòng)控制電路，使爬行機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)得到校正， 從而 形成焊縫偏差跟蹤閉環(huán)控制。2.4控制系統(tǒng)爬行機(jī)器人應(yīng)用于焊接領(lǐng)域，是解決焊接自動(dòng)化的一項(xiàng)重要課題。在焊接自動(dòng)化中，需要解決的兩個(gè)主要問(wèn)題是焊縫識(shí)別和焊縫跟蹤的設(shè)計(jì)。 焊縫識(shí)別上 面已經(jīng)討論過(guò)，而焊縫跟蹤的設(shè)計(jì)首先需要解決爬行機(jī)器人速度閉環(huán)控制， 然后 根據(jù)焊縫偏差信息對(duì)

13、爬行機(jī)器人進(jìn)行糾偏控制。2.4.1速度閉環(huán)控制由于焊接環(huán)境的復(fù)雜性，爬行機(jī)器人經(jīng)常要爬升和下降進(jìn)行焊接， 這就使兩 個(gè)車輪電機(jī)的負(fù)載發(fā)生變化，使爬行機(jī)器人不能載著焊槍勻速運(yùn)動(dòng)， 這必然影響 焊接的質(zhì)量。而且由于焊縫經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)是曲線形狀，形狀各異，焊縫的寬度、深 度不同這樣就使爬行機(jī)器人需要依靠?jī)奢喌乃俣炔坏葋?lái)轉(zhuǎn)向拐彎，調(diào)整機(jī)器人的方位，以便實(shí)時(shí)跟蹤焊縫、進(jìn)行焊接。所以有必要對(duì)爬行機(jī)器人進(jìn)行速度閉環(huán)控 制，使其速度有可調(diào)控制。速度控制電路框圖如圖 2所示242焊縫跟蹤控制由于焊接過(guò)程是一個(gè)高度非線性、多變量作用，同時(shí)具有隨機(jī)不確定性因素 的存在，決定了對(duì)焊接過(guò)程的焊縫跟蹤等問(wèn)題變得非常困難。而且

14、履帶式爬行弧焊機(jī)器人系統(tǒng)模型是非常復(fù)雜，運(yùn)動(dòng)比較復(fù)雜，既有滑動(dòng)又有滾動(dòng)出現(xiàn)；既有雙 履帶輪的運(yùn)動(dòng)控制，又有十字滑塊上下左右運(yùn)動(dòng)控制，閉環(huán)控制中的每個(gè)環(huán)節(jié)都比較復(fù)雜。但是若采用經(jīng)典的（）控制理論和現(xiàn)代控制理論設(shè)計(jì)一個(gè)控制系統(tǒng)，事先都需要知道被控對(duì)象的精確的 數(shù)學(xué)模型，但這對(duì)履帶式爬行機(jī)器人系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是比較困難的。 所以經(jīng)典控制理論 控制手段幾乎無(wú)法有效地應(yīng)用到本系統(tǒng)的控制過(guò)程中。而模糊控制技術(shù)的產(chǎn)生和 發(fā)展無(wú)疑給解決這一難題提供了新的思路和方法。 模糊控制實(shí)質(zhì)上是由計(jì)算機(jī)去 執(zhí)行操作人員的控制策略，因而可以避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型。對(duì)于非線性、大滯后 和帶有隨機(jī)干擾的系統(tǒng)，（）控制往往會(huì)出現(xiàn)失效，然而采

15、用模糊控制則較易實(shí)現(xiàn)。（）控制超調(diào)量大，并帶有振蕩，相反模糊控制對(duì)輸入量的突 然變化并不敏感，較之（）控制不僅對(duì)被控對(duì)象參數(shù)適應(yīng)能力強(qiáng)， 而且對(duì)模型結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變的情況下，在所有工作點(diǎn)上都能做到較穩(wěn)定的控制。 模糊控制能夠獲得較好的控制效果。對(duì)于履帶式智能弧焊機(jī)器人系統(tǒng)而言，模糊控制原理可 描述為：根據(jù)焊槍與焊縫中心偏離的誤差及其變化率來(lái)判定焊槍相對(duì)焊縫目前位 置及其將動(dòng)作的趨勢(shì)，進(jìn)而確定焊車兩輪的速度變化。因此，把焊槍與焊縫中心 偏差和偏差變化率作為模糊控制器的輸入， 兩履帶輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸入電壓作為 模糊控制器的輸出。所以該模糊控制器是兩輸入雙輸出系統(tǒng)。其控制框圖如圖#所示:桃! 443

16、結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器的組成3. 1 傳感原理圖1為爬行式弧焊機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器的傳感原理示意圖。激光 器經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)形成一光片,與CCD鏡頭保持一定角度投向搭接焊件,CCD鏡頭 垂直焊件，因而像面上將得到反映激光器相對(duì)焊件的三維位置信息的折線，CCD拍攝的光紋圖樣經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，計(jì)算出正確位置，就可以引導(dǎo)與傳感器固定在一 起的焊槍正確施焊。圖1傳感原理Fig. 1 Pr inc iple of sen sor3. 2 系統(tǒng)組成考慮到弧焊過(guò)程的環(huán)境及機(jī)器人的爬行運(yùn)動(dòng)方式，視覺(jué)傳感器要求整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、布局合理、重量輕、體積小、外表美觀和使用方便。其包含 4個(gè)系統(tǒng): 1）激光光紋系統(tǒng)能產(chǎn)生明亮均

17、勻的光片，投射到距鋼板60 mm到100 mm處 時(shí),產(chǎn)生線長(zhǎng)35 mm45mm、線寬約1 mm的光紋；2）圖像攝入系統(tǒng)能即時(shí) 攝取激光光紋二維圖像，窗口大小合適。為了排除雜光弧光干擾、鏡頭前要安裝 窄帶濾光片；3）降溫吹灰系統(tǒng)能吹開(kāi)弧焊時(shí)的煙塵、蒸汽和飛濺，具有降溫及溫 度自功控制功能。當(dāng)激光器和CCD攝像機(jī)溫度高于40 C時(shí)，斷開(kāi)激光器電源； 4）圖像處理系統(tǒng)能即時(shí)采集并處理圖像，計(jì)算出焊炬對(duì)焊縫的偏移量，引導(dǎo)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)時(shí)糾偏，保證焊接質(zhì)量。3.3結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器的設(shè)計(jì)爬行式弧焊機(jī)器人結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器的激光光紋生成系統(tǒng)要解決激光器波 長(zhǎng)、功率的選定，要研制聚光系統(tǒng)使光紋在工作距離內(nèi)

18、達(dá)到一定的線長(zhǎng)和線寬。 考慮到焊接開(kāi)始時(shí)，工件安裝定位，需要用可見(jiàn)光引導(dǎo)確定焊槍位置，我們參考了 GT IG焊的光譜分布情況4 ,對(duì)弧光光譜進(jìn)行研究。一般來(lái)講，弧焊光譜由原子光譜、離子光譜和連續(xù)譜組成，弧光是不連續(xù)成份，熔池金屬輻射光是連續(xù) 成份。圖2是GTAW工藝、焊接電流50 A和弧長(zhǎng)3 mm情況下低碳鋼陽(yáng)極的 電弧光譜線分布?？梢钥闯?，整個(gè)譜線是在較低的連續(xù)譜上疊加了許多不連續(xù)的 譜線,這些不連續(xù)的譜成份即弧光成份,而在600700 nm波長(zhǎng)區(qū)間弧光成 份較低。因此，在600700 nm區(qū)間開(kāi)一窗口，就可以避開(kāi)大部分的弧光干擾。 為此，我們選用可見(jiàn)光波段650 nm系列的半導(dǎo)體激光器，考

19、慮到各種坡口對(duì)結(jié) 構(gòu)光的反射,光源功率選擇30 m W。o O o OO 53 2o o O o OK) 0 5 02 1 500360 404 448 536 580 624 668 712 756 800A/gm圖2譜線分布Fig. 2 Spectrum distribute n線結(jié)構(gòu)光的生成方法有多種，如單縫法、柱透鏡法等。我們采用柱透鏡法。 系統(tǒng)由會(huì)聚透鏡和材料為 K9、5 13 mm的柱透鏡形成。調(diào)節(jié)兩鏡之距，使其能 在60100mm 工作面上產(chǎn)生線長(zhǎng) 3540mm、線寬1 mm 的光紋。爬行式機(jī)器人的工作姿勢(shì)是多樣的，它要完成平焊、立焊等全位置工作，特 別是在立焊和仰焊時(shí)，要克服重

20、力的作用，所以機(jī)身上荷重有限，這就要求傳感 器盡量體積小、重量輕。為此,我們選用JC2BS629型CCD攝像機(jī),CCD圖 像區(qū)域5. 78mm X4. 19mm ,自動(dòng)曝光時(shí)間1/601/15 000 s,鏡頭前加裝窄 帶濾光片。濾光片強(qiáng)度透過(guò)率 50 % ,半寬 10 nm。并確保濾光片中心波長(zhǎng)與 激光器波長(zhǎng)一致。為了保證半導(dǎo)體激光器和CCD攝像機(jī)能正常工作，我們?cè)O(shè)計(jì)了降溫吹灰系 統(tǒng)。利用5 L /s流量的空氣（或氬氣）吹入傳感器盒內(nèi)，然后從鏡頭前噴出，以 吹開(kāi)煙塵、蒸汽、飛濺物等。自功控溫電路如圖 3。用熱敏電阻組成橋式自動(dòng)控 溫電路，當(dāng)傳感器盒內(nèi)溫度高于 40 C時(shí)，斷開(kāi)傳感器電源，伺服

21、系統(tǒng)失去光條 紋信號(hào)后，控制焊接電源熄弧。圖3自動(dòng)控溫電路Fig. 3 Temperature auto con trollerCCD攝取的圖像信號(hào)經(jīng)圖像采集卡轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，經(jīng)二值化、圖像分割和中心取樣等處理，提取位置信息，通過(guò)計(jì)算，確定出當(dāng)前焊槍相對(duì)焊縫的位 置偏差，然后通過(guò)D/A卡輸出給運(yùn)行機(jī)構(gòu)，引導(dǎo)正確施焊。半導(dǎo)體激光器、CCD攝像機(jī)、自動(dòng)控溫電路、熱敏電阻及導(dǎo)氣管等緊湊安裝在鋁合金盒內(nèi)，將其安裝在爬行機(jī)構(gòu)上。圖4為爬行機(jī)構(gòu)及視覺(jué)傳感器圖4視覺(jué)傳感器及爬行機(jī)構(gòu)Fig. 4 Vis ion sen sor and crawl machi ne3.4結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器傳感實(shí)驗(yàn)圖5是結(jié)構(gòu)

22、光三維視覺(jué)傳感器對(duì) V型坡口的傳感實(shí)驗(yàn)照片5 。我們看到，經(jīng) 中心取樣后,V型坡口的特征圖樣已經(jīng)很清楚地顯示出來(lái)，左邊水平線段比右邊長(zhǎng)，反映了對(duì)中偏差，即焊槍偏右了。V字頂點(diǎn)到水平直線段的距離反映了深度 信息，若激光器與CCD光軸成A°夾角則深度為這段距離與夾角反正 切的值之積。計(jì)算機(jī)在確定了 V字頂點(diǎn)及2條直線段各兩端共5個(gè)頂點(diǎn)的像素 位置后，就可以計(jì)算出縫寬及對(duì)中偏差值，然后轉(zhuǎn)換為經(jīng)過(guò)標(biāo)定的實(shí)際值后， 便可輸送到運(yùn)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤(uimil ph&ibv lb) Iiilt,inlii*i<iiial4ta vtililc (< i 2 mi

23、9;ltI jbu 律th赳i <* lii卩(f) TliiniofC圖5 V型坡口埋弧焊光紋處理圖片F(xiàn)ig. 5 Photo of l ight- tr ip on SAW V groove圖6是結(jié)構(gòu)光三維視覺(jué)傳感器對(duì)3 mm厚扳材搭接弧焊的傳感實(shí)驗(yàn)照片 焊接電壓V = 21 V ,電流I = 125 A ,采樣時(shí)間T = 0. 2 s,對(duì)比度80,亮度 134 6 。我們看到，經(jīng)中心取樣后，搭接焊的特征圖樣已經(jīng)很清楚地顯示出來(lái) 左邊水平線段比右邊長(zhǎng)，反映了對(duì)中偏差，即焊槍偏右了。 d)di'> wh (hi 1 utrJtr mluir )t') 1 oh |

24、iai1 <1) High(cctift f) Tliining圖6搭接坡口弧焊光紋處理圖片F(xiàn)ig. 6 Photo of l ight- tr ip on lap4.結(jié)論本文詳細(xì)地介紹了我們自行制的非完整兩履帶移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的構(gòu)成及其控制系統(tǒng)。該履帶式智能弧焊機(jī)器人具有適應(yīng)性強(qiáng)、 智能化程度高的特點(diǎn)?？梢?實(shí)現(xiàn)從手工焊接到自動(dòng)化焊接的轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)從固定底座焊接機(jī)器人到移動(dòng)式焊接 機(jī)器人的轉(zhuǎn)變；實(shí)現(xiàn)從有軌焊接到無(wú)軌焊接機(jī)器人的轉(zhuǎn)變。對(duì)其運(yùn)動(dòng)與吸附機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)，傳感技術(shù)的選擇，控制決策智能化技術(shù)的研究，及其在焊接領(lǐng)域的成功 應(yīng)用，必將有力地推動(dòng)機(jī)器人制造與控制技術(shù)的發(fā)展。參考文獻(xiàn)1 金 鋒，等1115 Lm人眼安全激光測(cè)距技術(shù)設(shè)計(jì)J 1光電