基于激光视觉传感器的机器人实时焊缝跟踪方法

作     者：陈新禹 张庆新 朱琳琳 胡为 CHEN Xin-yu;ZHANG Qing-xin;ZHU Lin-lin;HU Wei

作者机构：沈阳航空航天大学自动化学院辽宁沈阳110136 

出 版 物：《激光与红外》 (Laser & Infrared)

年 卷 期：2021年第51卷第4期

页      面：421-427页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.61503256) 辽宁省自然科学基金联合基金项目(No.2015020061)资助。 

主　　题：焊缝跟踪 实时跟踪 样条插值 激光传感器 焊接机器人 

摘      要：为实现变姿态焊接过程的实时焊缝跟踪,提出基于机器人坐标系下绝对焊缝轨迹的实时跟踪算法。将线式激光传感器安装在机器人的法兰盘上,且位于焊枪运行的前方。焊接过程中,激光传感器连续采集焊缝位置信息,并结合手眼标定矩阵以及机器人实时姿态,将传感器采集的焊缝坐标转换到机器人基础坐标系下,从而形成空间绝对焊缝轨迹;再根据焊枪的当前位置与焊缝的空间绝对轨迹生成位置偏差。为了提高计算精度,提出采用三次非均匀有理B样条进行数据插值和检索;最后,将位置偏差变换到焊枪工具坐标系下进行实时修正。实验结果表明:该跟踪算法能够实现焊接机器人针对变姿态焊接过程的连续跟踪,跟踪过程平滑光顺,跟踪整体精度优于0.5 mm。基本满足焊缝实时跟踪应用的一般要求。