移动机器人不连续焊缝跟踪技术研究
发布时间：2021-11-16 04:51
随着工业技术和经济的不断发展,我国已成为了世界第一造船大国但非造船强国,加强我国造船行业的自动化焊接水平势在必行。船舶制造中,船舱底部设置格子型构件,其空间狭小且存在不规则流水孔,导致焊缝不连续,焊接机械臂无法到达,目前主要由人工完成焊接。研发面向复杂船舱格子间流水孔焊接的自主移动机器人,将工人从恶劣的焊接环境中解放出来,提高焊接质量及生产效率,具有重要的理论和现实意义。以自主移动焊接机器人为平台,主要解决船舱制造中格子间的焊接自动化问题;以旋转电弧和激光视觉进行传感,涉及焊缝类型有直线焊缝、弯曲焊缝、流水孔焊缝、直角转弯焊缝、带流水孔直角转弯焊缝。主要研究内容有:激光视觉传感器的设计、流水孔焊缝图像处理和识别、直角转弯路径规划和实时跟踪、焊缝初始寻位研究等。针对单一传感无法识别流水孔焊缝的特点,系统采用旋转电弧传感和激光视觉双传感方式。旋转电弧用于焊接状态下的焊缝跟踪,激光视觉传感器用于停弧状态下的焊缝跟踪,同时完成流水孔焊缝特征点和类型的识别;针对流水孔焊缝和现场实际焊接特点设计了主动式激光视觉传感器,详细介绍了传感器的设计原理、过程及封装,该传感器不仅可应用于角焊缝,也可用于其它...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
狭窄船舱工作环境
针对船舶制造中的格子间焊缝和其它焊接场合(比如起重机横梁，大型储油罐)，设计开发自主移动焊接机器人，该焊接机器人体积小、质量轻、适于人工提携、可在狭小焊接空间灵活运动且具有自动跟踪焊缝等功能。该机器人能够完成长直线焊缝、弯曲焊缝、流水孔焊缝、直角转弯焊缝以及带流水孔的直角转弯焊缝，在完成焊接任务的同时，把工人从复杂恶劣的焊接环境中解放出来，降低了焊接成本提高了大型结构件的焊接质量。因此，本课题在实现焊接自动化，研发具有自主移动能力的焊接机器人上面具有相当重大的理论意义和现实意义。1.3 焊接机器人技术及应用现状随着物联网技术的飞速发展，制造技术正在发生翻天覆地的变化，德国提出“工业 4.0”，将互联网技术、制造技术、信息技术相互融合。“中国制造2025”于 2015年 5月公开发布，确定机器人技术及智能化为优先发展方向。在图 1.2 船舱格子间构件
本能够自行设计、开发、生产各种类型舶企业在发展科技之前，都努力提升机业研发和应用焊接机器人的同时取得了本提出始于 20 世纪 70 年代，标准化、代，给造船企业和焊缝跟踪机器人的快人工加工机械正在被自动化建造装备所NDY焊接系统在大宇造船厂成功应用[28]部的龙门架和六自度机械手组成，机械龙门架的移动平台上；控制柜安装在工平台相联，使移动灵活性较差。另外，围，该系统无法用于封闭的船舱焊接。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接机器人的应用现状与发展趋势[J]. 谈成成. 中国新技术新产品. 2017(20)
[2]一种快速精确的摄像机标定方法[J]. 曹建锋,张建华,刘璇. 机械工程师. 2017(08)
[3]焊接自动化的应用与推广[J]. 施敏华. 科技风. 2017(13)
[4]The characteristics of welding currents in a rotating arc lead tandem GMAW process and the weld-seam tracking[J]. 高延峰,肖建华. China Welding. 2017(02)
[5]Novel Real-Time Seam Tracking Algorithm Based on Vector Angle and Least Square Method[J]. Guanhao Liang,Qingsheng Luo,Zhuo Ge,Xiaoqing Guan. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(02)
[6]船舶曲面板列焊接自动化[J]. 李高进,伍朝晖,徐宝东,杨龙飞,苏娟娟,张剑锋. 造船技术. 2017(02)
[7]Variable Bit Rate Fuzzy Control for Low Delay Video Coding[J]. ZHONG Min,ZHOU Yimin,LUO Minke,ZUO Wen. ZTE Communications. 2017(02)
[8]焊接机器人轨迹跟踪研究现状[J]. 吕健,吕学勤. 机械制造文摘(焊接分册). 2017(01)
[9]浅谈中国造船企业的核心竞争力[J]. 张简. 中国集体经济. 2017(01)
[10]浅述我国船舶焊接技术的现状及发展[J]. 赵志锋. 科技经济市场. 2016(11)
博士论文
[1]旋转电弧传感焊枪倾角检测及水下焊缝跟踪技术研究[D]. 叶建雄.南昌大学 2007
硕士论文
[1]直角转弯移动焊接机器人结构设计与仿真[D]. 王帅.南昌大学 2016
[2]基于激光双目视觉的焊接机器人波纹板焊缝三维重建的研究[D]. 李学瑞.华南理工大学 2014
[3]焊缝图像缺陷提取与识别系统研究[D]. 宋庆国.武汉理工大学 2008
[4]轮履式机器人初始定位及结构光弯曲焊缝跟踪[D]. 肖敏.南昌大学 2007
本文编号：3498182
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
狭窄船舱工作环境
针对船舶制造中的格子间焊缝和其它焊接场合(比如起重机横梁，大型储油罐)，设计开发自主移动焊接机器人，该焊接机器人体积小、质量轻、适于人工提携、可在狭小焊接空间灵活运动且具有自动跟踪焊缝等功能。该机器人能够完成长直线焊缝、弯曲焊缝、流水孔焊缝、直角转弯焊缝以及带流水孔的直角转弯焊缝，在完成焊接任务的同时，把工人从复杂恶劣的焊接环境中解放出来，降低了焊接成本提高了大型结构件的焊接质量。因此，本课题在实现焊接自动化，研发具有自主移动能力的焊接机器人上面具有相当重大的理论意义和现实意义。1.3 焊接机器人技术及应用现状随着物联网技术的飞速发展，制造技术正在发生翻天覆地的变化，德国提出“工业 4.0”，将互联网技术、制造技术、信息技术相互融合。“中国制造2025”于 2015年 5月公开发布，确定机器人技术及智能化为优先发展方向。在图 1.2 船舱格子间构件
本能够自行设计、开发、生产各种类型舶企业在发展科技之前，都努力提升机业研发和应用焊接机器人的同时取得了本提出始于 20 世纪 70 年代，标准化、代，给造船企业和焊缝跟踪机器人的快人工加工机械正在被自动化建造装备所NDY焊接系统在大宇造船厂成功应用[28]部的龙门架和六自度机械手组成，机械龙门架的移动平台上；控制柜安装在工平台相联，使移动灵活性较差。另外，围，该系统无法用于封闭的船舱焊接。
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊接机器人的应用现状与发展趋势[J]. 谈成成. 中国新技术新产品. 2017(20)
[2]一种快速精确的摄像机标定方法[J]. 曹建锋,张建华,刘璇. 机械工程师. 2017(08)
[3]焊接自动化的应用与推广[J]. 施敏华. 科技风. 2017(13)
[4]The characteristics of welding currents in a rotating arc lead tandem GMAW process and the weld-seam tracking[J]. 高延峰,肖建华. China Welding. 2017(02)
[5]Novel Real-Time Seam Tracking Algorithm Based on Vector Angle and Least Square Method[J]. Guanhao Liang,Qingsheng Luo,Zhuo Ge,Xiaoqing Guan. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(02)
[6]船舶曲面板列焊接自动化[J]. 李高进,伍朝晖,徐宝东,杨龙飞,苏娟娟,张剑锋. 造船技术. 2017(02)
[7]Variable Bit Rate Fuzzy Control for Low Delay Video Coding[J]. ZHONG Min,ZHOU Yimin,LUO Minke,ZUO Wen. ZTE Communications. 2017(02)
[8]焊接机器人轨迹跟踪研究现状[J]. 吕健,吕学勤. 机械制造文摘(焊接分册). 2017(01)
[9]浅谈中国造船企业的核心竞争力[J]. 张简. 中国集体经济. 2017(01)
[10]浅述我国船舶焊接技术的现状及发展[J]. 赵志锋. 科技经济市场. 2016(11)
博士论文
[1]旋转电弧传感焊枪倾角检测及水下焊缝跟踪技术研究[D]. 叶建雄.南昌大学 2007
硕士论文
[1]直角转弯移动焊接机器人结构设计与仿真[D]. 王帅.南昌大学 2016
[2]基于激光双目视觉的焊接机器人波纹板焊缝三维重建的研究[D]. 李学瑞.华南理工大学 2014
[3]焊缝图像缺陷提取与识别系统研究[D]. 宋庆国.武汉理工大学 2008
[4]轮履式机器人初始定位及结构光弯曲焊缝跟踪[D]. 肖敏.南昌大学 2007
本文编号：3498182
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