基于激光視覺的機器人中厚板焊接規(guī)劃*

秦 浩，陳紀旸，連智杰，董臨風(fēng)，欒義忠，馬思樂,

(1.山東大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，濟南 250061；2.山東大學(xué)海洋研究院，青島 266237)

0 引言

隨著地鐵隧道工程、海洋石油工業(yè)、大型工程機械等行業(yè)的發(fā)展，中厚鋼材的需求逐漸增加[1-2]，傳統(tǒng)的手工焊接具有焊接效率低、焊接一致性差等缺點[3]，對于中厚板的焊接，已無法滿足日益增長的生產(chǎn)需求。近幾年，工業(yè)機器人發(fā)展迅速，以其高精度、高效率的優(yōu)點在焊接領(lǐng)域逐步得到了廣泛應(yīng)用[4]。目前，機器人常用的焊接方式主要有人工示教和離線編程兩種。人工示教能保證焊道的連續(xù)性，極大地降低了傳統(tǒng)手工焊接存在的產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一的問題，但由于需要大量的手動示教操作，焊接效率難以得到提高，另外人工示教時產(chǎn)生的誤差也是影響焊接效果的一個問題；離線編程能夠節(jié)省繁雜的手動示教過程，保證整個焊接過程的連續(xù)性和焊接效果的一致性，但由于其需要離線環(huán)境與實際生產(chǎn)嚴格匹配，對工件加工精度、夾具設(shè)計及安裝精度有著極高的要求，并且對于不同型號的工件，需要單獨進行離線編程，因此具有較高的生產(chǎn)成本，難以推廣。

激光傳感器能夠較好的完成焊縫輪廓的識別，逐漸廣泛應(yīng)用于機器人焊接領(lǐng)域[5]。本文基于激光傳感的測量與焊縫特征點的提取，設(shè)計了一套機器人中厚板焊接規(guī)劃系統(tǒng)。利用獲取的焊縫特征信息，通過執(zhí)行該系統(tǒng)的焊接規(guī)劃算法，既能夠有效改善傳統(tǒng)機器人焊接存在的操作繁雜和成本、安裝要求高等問題，又能夠提高系統(tǒng)的適用性，實現(xiàn)多角度焊縫的焊道規(guī)劃與自適應(yīng)焊接。……