研究管材焊缝的自动实时跟踪技术

管材焊缝的自动跟踪是管材焊接过程的重要环节，对管材zui终成形效果有较大的影响。目前焊枪定位到焊缝初始点困难，跟踪焊缝精度较低，导致焊接质量稳定性差、焊接成功率低等问题。为满足未来现代化焊接成形的需要，有必要研究管材焊缝的自动实时跟踪技术，实现管材自动化焊接，提高焊接质量。

根据管材结构特点，分析焊接工艺流程，实现空间焊缝的自动实时跟踪，实现管材自动化焊接。焊缝自动跟踪由传感器、调节器、执行机构三大部分组成，并构成一个闭环反馈系统，如图 4 所示。

视觉CCD传感（电荷藕合器件图像传感器）引导的焊接机器人曲线焊缝跟踪控制系统可以将图像识别、三维建模和机器人运动控制相结合，能够很好地完成曲线焊缝的自主跟踪，解决了焊接机器人研究中的一项难题。其中关键技术包括：焊缝点图像采集、数学模型建模、机器人的运动控制算法、视觉伺服控制、焊接机器人位姿实时调整、初始焊缝位置识别与定位。通过视觉伺服控制技术组建一个控制系统，实现焊缝的自主识别定位，并完成焊缝的自动跟踪。下面是具体实施方式： 利用CCD宏观识别整体焊缝；分离出实际焊缝视觉信息，通过数据拟合出焊缝曲线方程，计算初始焊位的初值；以初值坐标为基准，建立搜索窗口，精确计算初始焊接位置坐标值。针对视觉跟踪与焊接机器人运动之间的不协调性，考虑到焊接过程热变形、工艺等因素的影响，利用复合滤光系统实时获取MAG电弧及焊缝前端的图像信息，通过图像处理算法获得焊缝和电弧轮廓信息，并据此计算偏差量，在焊接过程中实时纠正先前规划的焊缝路径，从而实现焊缝跟踪。