王树强,贺久洲,王 旭,刘希敏

(沈阳化工大学机械与动力工程学院,沈阳 110142)

0 引言

在传统焊接加工领域中,使用最多的是手持式焊接方式,但焊接效率低,已经难以满足现代焊接生产需求[1]。当前焊接技术向着自动化和智能化方向发展[2]。使用机器人进行自动焊接是提高焊接效率和精度的有效方式[3]。此前,焊接机器人多采用示教焊接,但示教法对焊接前的点焊精度、工件与夹具的配合精度要求极高。使用示教法焊接三维焊缝误差波动更大。随着激光视觉传感器、图像处理算法和深度学习的发展,焊缝识别领域的学者们提出了一些针对三维焊缝识别的方法。HAN、翟培卓等[4-5]使用激光视觉传感器结合激光三角测量法,记录焊接路径上的多个特征点,使用插值算法计算焊缝轨迹,实现了简单的三维焊缝的自动焊接。YANG等[6]提出一种基于点云分割的新型接缝提取算法,根据建立的数学模型完成对不同焊缝路径的求解。ZHANG等[7]使用激光结构光通过多段扫描获取工件三维特征,通过对灰度图像进行焊缝特征提取,重构焊缝曲线的模型,实现了对大型工件空间复杂焊缝的自主焊接路径规划。

以上研究结果表明,三维焊缝的识别方法分为两种,一种方法是采集多个特征点后进行拟合,另一种方法是重建工件的三维特征,再对焊缝路径进行求解。但两种方法都是采用先识别后焊接的模式,无法实现焊接过程中的焊缝识别跟踪。相贯线型焊缝曲线作为一般空间曲线的代表之一,其焊接结构有着广泛的应用[8]。……