基于激光位移传感器的焊缝跟踪方法和障碍物识别技术研究
发布时间：2022-01-02 14:09
随着现代自动化焊接技术的不断发展与深入推进,传统的制造业升级和转型面临着巨大的机遇和挑战。焊接作为传统制造业中不可或缺的材料加工方法,焊接自动化是焊接行业发展的必然趋势。现代焊接自动化的重点是在于焊缝跟踪的实时处理,因此焊缝跟踪技术是实现现代自动化焊接的重要前提。而焊缝跟踪的重点在于对复杂焊缝曲线轨迹的识别和实时校正,对于随机分布、尺寸及结构多变性的障碍物能实现分类识别及智能规避。本文设计了激光光强控制系统及激光光强自适应驱动电路来自适应于各种板材,分析了自动化焊接过程中焊缝跟踪时出现的六种偏差情况,针对大梁工件上随机分布的流水槽、三角板、圆形板、加强板等障碍物研究了一种基于贝叶斯轮廓分类的大梁障碍物识别方法。设计激光光强控制系统及激光光强自适应驱动电路来自适应于各种板材。根据激光位移传感器的原理及特征,建立了焊缝跟踪模型,分析了在焊接过程中焊缝出现的中偏右,中偏左,左偏右,左偏左,右偏右,右偏左六种偏差情况,利用激光位移传感器的测量原理及数学方法对焊缝跟踪时出现的六种偏差情况进行了深入研究,并求解出了焊缝跟踪过程中出现的左右偏差及上下偏差值,便能通过执行机构实时及精确地调整焊枪姿态,...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大梁自动焊生产线
2.1 焊缝跟踪传感器的分类随着以创新驱动为主的 “中国智能制造 2025”等战略的全面实施，为现焊缝的自动跟踪，其中最关键的技术问题是要解决焊缝轨迹的实时识别解决焊缝轨迹的实时识别，国内外皆利用传感器来解决这一问题。国内外运焊缝跟踪的传感器总的分为非接触式传感器和接触式传感器。非接触式传感器包括直接式传感器与附加式传感器，直接式传感器是电性式，附加式传感器包括射流式、电磁感应式、光电式及超声式，接触式传包括机械式及机电式。本文运用到的焊缝跟踪传感器为光电式的激光位移器。2.2 激光位移传感器的测量原理激光位移传感器测量原理如图 2.1 所示。
1 21 1 1 1 2sinsin sin( )X LXL Xθθ θ θ= +式中,L 为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距后主面到 CCD 成像面的距离；θ1为激光束光轴与接收透镜光2为 CCD 平面与接收透镜光轴之间的夹角。光位移传感器光路参数设计器发出的点光源经过扫描转镜反射到工件（焊缝），光在工件散射光被扫描转镜同相位的反射面捕捉并反射，经过成像透镜D 上，由于两次的反射光经过扫描转镜的同一个反射面，因此旋转得到如图 2.2 所示的平面光路，可以看出，此光路就是直，因此可按照直射式三角测量法进行光路布局，确定各部分
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊缝跟踪过程传感与信号处理技术的研究进展[J]. 翟培卓,薛松柏,陈涛,孙子建,陈卫中,郭佩佩. 材料导报. 2019(07)
[2]基于机器视觉的大尺寸工件自动测量系统[J]. 冯西,吴静静,安伟. 传感器与微系统. 2019(04)
[3]汽车产业中焊接自动化技术的应用[J]. 王云华. 时代汽车. 2019(03)
[4]轮式移动机器人的模糊滑模轨迹跟踪控制[J]. 尤波,张乐超,李智,丁亮. 计算机仿真. 2019(02)
[5]智能化焊接机器人[J]. 机器人技术与应用. 2019(01)
[6]镁锂合金的焊接技术及其在航天领域的应用[J]. 李慧,徐荣正,侯艳喜,国旭明. 热加工工艺. 2019(01)
[7]旋转电弧传感器的结构优化及散热分析[J]. 陈伟荣,张华,郑敏,刘诚. 热加工工艺. 2018(17)
[8]一种可控机构式焊接机器人的焊接精度分析[J]. 叶兵,韦为,李洪汉,周海,李智杰. 机床与液压. 2018(15)
[9]智能化焊接技术与工程的探讨[J]. 车英芳. 时代汽车. 2018(05)
[10]机器人焊接智能化在我国的发展现状及趋势探讨[J]. 王超. 教育现代化. 2018(17)
博士论文
[1]小型移动焊接机器人系统设计及优化[D]. 叶艳辉.南昌大学 2015
[2]移动机器人旋转电弧传感焊枪偏差与倾角检测及角焊缝跟踪[D]. 高延峰.南昌大学 2008
硕士论文
[1]具有复杂焊缝的大型结构件机器人焊接工艺研究[D]. 刘云皓.北华航天工业学院 2019
[2]多线激光传感器Ⅴ型焊缝轨迹识别[D]. 张瑞雪.南昌大学 2018
[3]旋转电弧传感全轮转向移动焊接机器人焊缝跟踪控制仿真研究[D]. 李向春.南昌大学 2018
[4]交变励磁下焊接缺陷磁光成像特征分析[D]. 马女杰.广东工业大学 2018
[5]旋转电弧传感理论模型精确化与信号处理研究[D]. 陈斌.南昌大学 2017
[6]基于机器视觉的障碍物识别算法的研究[D]. 陈冠宇.贵州大学 2017
[7]大梁自动焊起始点定位及障碍物识别的关键技术研究[D]. 唐明.湘潭大学 2017
[8]基于超声波传感器的大梁自动焊生产线的关键技术研究[D]. 刘龙.湘潭大学 2016
[9]基于焊接经验的焊工与熔池交互行为的研究[D]. 王雪宙.兰州理工大学 2016
[10]越障全位置自主焊接机器人视觉传感系统研究[D]. 邓勇军.上海交通大学 2012
本文编号：3564316
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
大梁自动焊生产线
2.1 焊缝跟踪传感器的分类随着以创新驱动为主的 “中国智能制造 2025”等战略的全面实施，为现焊缝的自动跟踪，其中最关键的技术问题是要解决焊缝轨迹的实时识别解决焊缝轨迹的实时识别，国内外皆利用传感器来解决这一问题。国内外运焊缝跟踪的传感器总的分为非接触式传感器和接触式传感器。非接触式传感器包括直接式传感器与附加式传感器，直接式传感器是电性式，附加式传感器包括射流式、电磁感应式、光电式及超声式，接触式传包括机械式及机电式。本文运用到的焊缝跟踪传感器为光电式的激光位移器。2.2 激光位移传感器的测量原理激光位移传感器测量原理如图 2.1 所示。
1 21 1 1 1 2sinsin sin( )X LXL Xθθ θ θ= +式中,L 为激光束光轴和接收光轴的交点到接收透镜前主面的距后主面到 CCD 成像面的距离；θ1为激光束光轴与接收透镜光2为 CCD 平面与接收透镜光轴之间的夹角。光位移传感器光路参数设计器发出的点光源经过扫描转镜反射到工件（焊缝），光在工件散射光被扫描转镜同相位的反射面捕捉并反射，经过成像透镜D 上，由于两次的反射光经过扫描转镜的同一个反射面，因此旋转得到如图 2.2 所示的平面光路，可以看出，此光路就是直，因此可按照直射式三角测量法进行光路布局，确定各部分
【参考文献】：
期刊论文
[1]焊缝跟踪过程传感与信号处理技术的研究进展[J]. 翟培卓,薛松柏,陈涛,孙子建,陈卫中,郭佩佩. 材料导报. 2019(07)
[2]基于机器视觉的大尺寸工件自动测量系统[J]. 冯西,吴静静,安伟. 传感器与微系统. 2019(04)
[3]汽车产业中焊接自动化技术的应用[J]. 王云华. 时代汽车. 2019(03)
[4]轮式移动机器人的模糊滑模轨迹跟踪控制[J]. 尤波,张乐超,李智,丁亮. 计算机仿真. 2019(02)
[5]智能化焊接机器人[J]. 机器人技术与应用. 2019(01)
[6]镁锂合金的焊接技术及其在航天领域的应用[J]. 李慧,徐荣正,侯艳喜,国旭明. 热加工工艺. 2019(01)
[7]旋转电弧传感器的结构优化及散热分析[J]. 陈伟荣,张华,郑敏,刘诚. 热加工工艺. 2018(17)
[8]一种可控机构式焊接机器人的焊接精度分析[J]. 叶兵,韦为,李洪汉,周海,李智杰. 机床与液压. 2018(15)
[9]智能化焊接技术与工程的探讨[J]. 车英芳. 时代汽车. 2018(05)
[10]机器人焊接智能化在我国的发展现状及趋势探讨[J]. 王超. 教育现代化. 2018(17)
博士论文
[1]小型移动焊接机器人系统设计及优化[D]. 叶艳辉.南昌大学 2015
[2]移动机器人旋转电弧传感焊枪偏差与倾角检测及角焊缝跟踪[D]. 高延峰.南昌大学 2008
硕士论文
[1]具有复杂焊缝的大型结构件机器人焊接工艺研究[D]. 刘云皓.北华航天工业学院 2019
[2]多线激光传感器Ⅴ型焊缝轨迹识别[D]. 张瑞雪.南昌大学 2018
[3]旋转电弧传感全轮转向移动焊接机器人焊缝跟踪控制仿真研究[D]. 李向春.南昌大学 2018
[4]交变励磁下焊接缺陷磁光成像特征分析[D]. 马女杰.广东工业大学 2018
[5]旋转电弧传感理论模型精确化与信号处理研究[D]. 陈斌.南昌大学 2017
[6]基于机器视觉的障碍物识别算法的研究[D]. 陈冠宇.贵州大学 2017
[7]大梁自动焊起始点定位及障碍物识别的关键技术研究[D]. 唐明.湘潭大学 2017
[8]基于超声波传感器的大梁自动焊生产线的关键技术研究[D]. 刘龙.湘潭大学 2016
[9]基于焊接经验的焊工与熔池交互行为的研究[D]. 王雪宙.兰州理工大学 2016
[10]越障全位置自主焊接机器人视觉传感系统研究[D]. 邓勇军.上海交通大学 2012
本文编号：3564316
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