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基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计

作　者: 王华国
导　师: 王健强
学　校: 合肥工业大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 自动弧焊技术机器人总线焊缝跟踪智能控制
分类号: TP242.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 128次
引　用: 3次
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内容摘要

机器人自动弧焊技术在弧焊技术和机器人自动化技术高度发展的背景下逐渐成为迫切的需求。焊缝在受外部因素的影响下会发生形变,为实现机器人自动焊更智能的控制,焊缝跟踪系统应运而生。机器人自动焊缝跟踪技术是集机器人应用技术、弧焊技术以及工业视觉技术为一体的多学科交叉的一门技术。本文激光跟踪的智能系统分别从光源的产生、图像的获取到数据的处理进行阐述,结合总线通讯技术的应用以及机器人运动轨迹的智能控制等角度阐述了这项技术的可行性和实用性。本文先介绍了视觉的技术、自动焊缝跟踪技术和机器人应用的研究概况。引出本研究课题的来源,研究目的以及研究的意义。描述了焊缝跟踪系统简单的分类,激光跟踪的形式和激光跟踪系统的硬件构成,分别从光源的产生、图像的采集和处理方式进行详尽地分析。介绍了引起焊缝发生形变的主要因素,列举了部分解决办法。引入焊缝跟踪技术,对在焊接过程中引起的形变进行弥补,介绍了弧焊跟踪技术实现的理论基础。从视觉系统的标定技术分析了图像获取的方式以及图像获取之后,常用的处理方法。以及结合KUKA机器人的技术参数,描述了机器人特点和选型。通过机器人自身系统内部的SoftPLC技术实现整个系统的协调控制以及数据传递。简要阐述了机器人实际运动轨迹。最后将系统的搭建以及通讯和控制方式进行了简单的描述。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-21
  1.1 机器视觉的概念及其应用  12-15
    1.1.1 机器视觉的概念  12
    1.1.2 人类视觉与机器视觉的比较  12-13
    1.1.3 机器视觉系统的硬件构成  13-14
    1.1.4 机器视觉的应用领域  14
    1.1.5 机器视觉研究现状  14-15
  1.2 国内外焊缝自动跟踪技术发展概况  15-17
  1.3 焊接机器人技术的应用现状  17-18
  1.4 课题提出及选题的意义  18-20
    1.4.1 课题的来源  18
    1.4.2 课题研究的目的  18
    1.4.3 实际背景和意义  18-19
    1.4.4 研究内容  19-20
  1.5 本章小结  20-21
第二章激光焊缝跟踪视觉系统  21-33
  2.1 焊缝跟踪技术引入  21
  2.2 焊缝跟踪系统的形式  21-24
  2.3 焊缝激光跟踪构成  24-32
    2.3.1 光源的产生  26-27
    2.3.2 图像的采集  27-32
  2.4 本章小结  32-33
第三章数字图像处理技术  33-46
  3.1 弧焊跟踪实现的理论基础  33-34
  3.2 图像获取  34-41
    3.2.1 摄像机的标定  34-37
    3.2.2 摄像机相关参数计算  37-41
  3.3 图像处理技术  41-44
  3.4 特征提取  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第四章机器人焊缝跟踪系统控制方案  46-61
  4.1 二维机器人焊缝跟踪系统的标定  46-48
  4.2 焊装机器人特点与选型  48-53
  4.3 机器人运动描述  53
  4.4 KUKA 机器人坐标  53-56
    4.4.1 轴坐标系  54
    4.4.2 工具坐标系  54-55
    4.4.3 基（BASE）坐标系  55-56
  4.5 机器人运动控制  56-59
    4.5.1 机器人运动控制方式（KUKA 机器人为例）  56-57
    4.5.2 基于SoftPLC 的机器人控制  57-58
    4.5.3 机器人运动轨迹及运动程序  58-59
  4.6 系统搭建  59-60
  4.7 本章小结  60-61
第五章总结与展望  61-63
  5.1 本文完成的工作  61
  5.2 有待于进一步研究的问题  61-63
参考文献  63-66
攻读硕士期间发表的学术论文  66-67

基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计

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