基于深度傳感器實現自動焊接路徑規劃的系統

基于深度傳感器實現自動焊接路徑規劃的系統

Thorsten Gecks et al. Robotics; Proceedings of ROBOTIK 2012; 7th German Conference.

編譯：李偉

提出一種人-機合作式焊接系統（圖1）。該焊接系統可使操作員快速向機器指定未知形狀工件的焊接任務而不必進行繁瑣的機器人運動路徑規劃。該系統包括KUKA KR16-2機器人、激光掃描儀、Kinect攝像頭、加工平臺、工件及用戶操作界面。

人-機合作式焊接系統工作時可以識別焊接工件粗略幾何形狀,交互式精確掃描焊縫區域,自動優化路徑規劃。首先旋轉、傾斜操作平臺,在操作平臺坐標系上定義一個虛擬半球,靜態Kinect攝像頭可獲得從球面任意法線方向拍攝的工件圖像,從近乎垂直的角度采樣工件所有表面,以避免傳感器發出的信號被工件表面反射后無法采集。坐標系中定義邊長800mm的正方體,在每個坐標方向上細分128個子單元。將每個子單元的中心轉化至攝像頭坐標系,通過與深度傳感器測量的數據對比,確定代表工件形狀的有效網格,在虛擬空間中產生工件模型。然后,用戶可指定模型的精細掃描區,采用精度為0.1mm的激光掃描儀精確掃描該區域以確定焊縫位置。通過具有路徑優化功能的雙向RRT規劃器進行焊接路徑規劃,確定焊接工序。

人-機合作式焊接系統主要用于小批量規模生產的半自動交互式焊接過程。焊接試驗表明,利用標準激光掃描儀可獲得高分辨率精細掃描結果,并實現焊接路徑的自動規劃。