基于三线激光结构光的除锈爬壁机器人焊缝跟踪及焊缝交叉类型实时辨识

发布时间：2021-03-31 04:10

　　当前,大型船壁曲面的焊缝主要仍由操作工手持喷枪设备进行人工除锈。然而手工除锈的工作环境极其恶劣且劳动强度大,有损操作者的身体健康,也不符合以人为本的工作理念。同时,除锈过程会对周围环境产生严重污染。当今社会工业自动化、生产智能化正蓬勃发展,顺应这一趋势开发一套具备自动除锈功能的爬壁机器人系统具有重要的现实意义。而爬壁机器人的焊缝自动化除锈需要实现移动过程中对焊缝的实时跟踪,并准确识别出焊缝交叉类型,进行路径规划决策,这其中的关键就在于焊缝跟踪和焊缝接头类型的识别。本文提出了一种基于三线激光结构光的焊缝跟踪和焊缝接头类型识别方法。在爬壁机器人进行除锈的过程中,系统对摄相机捕捉到三线激光在焊件表面的畸变条纹进行图像增强、二值化、去除小颗粒、形态学闭操作、图像细化、分区、修补断裂骨架、去毛刺等操作,获得单像素的焊缝特征骨架。针对焊缝特征点的提取,本文提出一种激光条纹的分段拟合方法,采用中值滤波与链码特征排除相结合的算法来剔除骨架上的干扰点,获得合适的拟合点集对骨架进行分段拟合,得到焊缝特征点。在此基础上基于三线激光的高容错性建立焊缝轮廓线的拟合规则,并进一步得到焊缝中心线,确定焊缝跟踪位置。... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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船舶建造过程中的分段与合拢Fig.1-1Sectionalbuildingandjoiningduringshipbuilding

上海交通大学硕士学位论文动，同时可提高工作质量、效率。图 1-1 船舶建造过程中的分段与合拢Fig. 1-1 Sectional building and joining during ship building

图 1-3 人工喷砂除锈作业Fig. 1-3 Manual derusting by sand blasting机器人的研究现状人工除锈存在危险性和对人体健康的损害及对环境的污染，目行了利用机器人完成除锈工作的研究。巨型船体可高达数十米轴机器臂无法完成其除锈工作，所以必须使用能在竖直壁面上搭载清洗装置来进行船体除锈工作。薛胜雄[4]等人研究了超高备，利用 200 至 250MPa 的超高压旋转水流，搭载在爬壁机器-4），并通过真空吸附回收锈渣。他们验证了水射流除锈机理，冲击力、旋转形成切向里对金属板表面的锈层产生冲击、剥离备能达到很好的除锈效果，且水射流不会造成严重的返锈现象小时。


本文编号：3110762