結構光視覺輔助焊接的軌跡識別與控制技術

王浩，趙小輝，徐龍哲，蔣豪，劉宇

(吉林大學,長春,130025)

0 序言

示教-再現焊接正向著以“高質量、高效率”為核心的智能化自主化方向快速變革.數據傳感必將大規模集成于實際焊接生產中，使焊接機器人具備施焊軌跡自主可控的功能.在焊接軌跡識別傳感器中，基于三角成像原理的結構光視覺傳感器獲取的是焊縫三維坐標信息，能夠完成一維、二維、三維的焊接軌跡識別與控制操作，具備柔性高精度焊接能力，是未來發展的重要走向，在焊接工程應用中，結構光視覺輔助焊接的技術模式有3 種：激光多點尋位、焊前軌跡擬合與焊縫實時跟蹤焊接.

Zou 等人[1-6]對結構光視覺輔助焊接的焊縫跟蹤圖像處理模塊提出了能夠準確提取焊縫特征點的創新性算法，比如WLCS、STC、RNN、KCF、SVM、ERFNet 等，這些算法保證了實時跟蹤焊接的穩定性.但是，激光多點尋位及焊前軌跡擬合的焊接方式卻沒有受到系統的研究，在某些焊接工程問題上，這兩種技術的重要性不可忽略.

文中將對結構光視覺輔助焊接的軌跡識別與控制技術進行細致的分析，提出了分別對應尋位、擬合、跟蹤焊接的軌跡識別流程與軌跡控制模型，探究3 種軌跡識別流程與控制模式的執行效果.

1 軌跡識別流程

焊接軌跡識別傳感器如圖1 所示，其中結構光視覺輔助焊接的原理為裝置于焊槍前端的傳感器掃描接頭并根據軌跡識別流程獲取焊接點，后將其傳輸到運動控制模型中，進而完成一系列智能化焊接……