中國焊接機器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀-山東邁德爾機器人科技有限公司

中國焊接機器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制論、機構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，當(dāng)前對機器人技術(shù)的研究十分活躍[1]。從目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，焊接機器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤方法、路徑規(guī)劃方法、定位精度等3個方面。

1. 焊縫跟蹤方法

視覺傳感器是一種高效的焊縫處理工具。CCD攝像機采用CCD器件代替攝像管實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、電荷儲存和電荷轉(zhuǎn)移的原理制成的。首先，通過采集焊縫圖像，將采集到的圖像要經(jīng)過中值濾波、均值濾波、拉普拉斯濾波等各種濾波技術(shù)及其圖像恢復(fù)技術(shù)等處理。其次，進行閥值分割、梯度分割、邊緣檢測、區(qū)域增長、模板匹配等分割方法。再次，將圖像細化、粗化、距離變換等二值圖像運算方法，給物體標(biāo)序號的方法，去除偽線條等處理。最后，進行特征提取，將焊縫邊緣提取出來，使機器人能夠識別，從而進行焊接。

2. 路徑規(guī)劃方法

如今，絕大部分工廠是以在線示教方式進行焊接路徑規(guī)劃，少數(shù)情況下使用離線編程進行焊接的路徑規(guī)劃[2]。其主要原因有以下幾個方面：
其優(yōu)點為：

（1）在線示教編程簡單易學(xué)不需要高級的編程技術(shù)人才。

（2）在線示教對于復(fù)雜的路徑可以很輕松的編程。

（3）在線示教編程靈活，方便。

3.定位精度

機器人精度是機器人的重要參數(shù)之一。按照誤差的來源和特性，可將它們分為不同的類型。從誤差的來源來看，主要是指機械零件、部件的制造誤差、整機裝配誤差、機器人安裝誤差，還包括溫度、負載等的作用使得機器人桿件產(chǎn)生的變形，傳動機構(gòu)的誤差，控制系統(tǒng)的誤差（如插補誤差、伺服系統(tǒng)誤差、檢測元器件）等。

消除誤差過程如下：通過傳感器連接在機械手上一起進行 X、Y、Z 三個方向的運動。傳感器安裝在超前焊槍行走方向的一段距離。焊槍的位姿調(diào)整好后，調(diào)整傳感器A、B與兩個板面的距離，對傳感器的初始位置進行標(biāo)定。焊接對象在焊接過程中焊槍與傳感器的相對位置保持不變，當(dāng)兩個平板發(fā)生偏斜時，焊槍與焊縫的相對位置發(fā)生偏差，傳感器 A、B 檢測到的偏差信號傳給控制系統(tǒng)，然后控制 Y、Z 行走方向的電機朝消除誤差的方向轉(zhuǎn)動，直至消除誤差。