朱承群

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1 机器人自动焊缝跟踪技术的组成和原理

焊缝自动跟踪由传感器、调节器、执行机构三大部分构成一个闭环反馈系统，具有完备的检测——控制——执行功能。一些执行机构含焊接机器人(串联机器人或移动机器人)、步进电机、十字滑块(对于移动焊接机器人)等。控制处理器为单片机及硬件处理电路。焊接系统中该包括焊接电源、送丝机构、工装夹具等。

焊接机器人实现焊缝自动跟踪焊接的重要过程是通过传感器视觉引导进行姿势自动调整并实现焊缝初始点的自动识别定位，然后从初始点开始实现焊缝的自动跟踪控制。所应用的各种传感器，采集焊接过程中焊炬与坡口的图像以及焊接过程中产生的电、光、热、声、磁等物理信号；采用控制算法及图像处理等技术寻找焊缝及其中心位置，最后通过机器人的执行机构调整焊枪位置使其处于焊缝中心。焊缝跟踪技术主要是以传感器系统以及焊缝跟踪控制理论与方法为基础的。传感器是焊缝跟踪系统中的关键，决定着整个系统对焊缝的跟踪精度。传感器采集到焊缝的位置和形状的信息转化为电信号，将电信号传给控制系统，并将其处理。最后根据处理后的结果调节焊枪，实现焊缝跟踪。如现在比较盛行的激光视觉焊缝跟踪系统，激光视觉焊缝跟踪系统是为了解决工业机器人复杂三维激光焊接编程的问题，将工业机器人离线编程技术、激光视觉检测技术结合起来，实现工业机器人焊接轨迹自适应规划和机器人程序生成一套智能系统。……