党宏社， 孙俊龙， 陶亚凡， 王 淼

(陕西科技大学 电气与控制工程学院，西安 710021)

0 引 言

工业机器人作为《中国制造2025》重点发展的十大领域之一，已成为工业4.0的重要标志。由于其具有稳定可靠,能在高危环境下作业等优点，己被应用于汽车制造等领域，尤其是在焊接场景非常广泛[1-3]。

现有工业机器人焊接系统大都采用人工示教或离线编程的方式工作。这种方式仅适用于固定场景，当焊接对象变化时就需重新准备，且对于复杂焊缝，前期准备时间较长，传统方法已难以满足日益复杂与多样化的加工需求[4]。

目前，国内外团队逐渐对工业机器人的焊接智能化进行研究，莫毅[5]采用结构光视觉传感器，可实现直线型焊缝的自动焊接。陈海初等[6]基于摆动电弧传感器，对焊缝的自适应跟踪进行研究。翁文武[7]采用线激光扫描系统，实现了不锈钢杯口的焊接。Kiddee等[8]采用十字型线激光搭建机器人焊接系统，实现直线V型焊缝的焊接。Chen等[9]针对波纹板机器人的自动焊接轨迹进行优化。Huang等[10]对焊接参数自适应调节进行了研究。但是这些研究大都集中在直线、圆等简单焊缝，对于较为复杂的自由曲线型焊缝其方法具有一定的局限性，在此场景下工业机器人焊接系统的自主作业能力还有待提升。

本文针对较复杂的自由曲线型焊缝的焊接作业，将机器视觉引入工业机器人焊接系统，通过焊缝图像采集与识别、焊接模型建立与轨迹规划等流程，实现自主焊接功能，提高了工业机器人在复杂的自由曲线型焊缝焊接作业的智能化水平。……