中國(guó)焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，當(dāng)前對(duì)機(jī)器人技術(shù)的研究十分活躍[1]。從目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，焊接機(jī)器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤方法、路徑規(guī)劃方法、定位精度等3個(gè)方面。
1. 焊縫跟蹤方法
視覺傳感器是一種高效的焊縫處理工具。CCD攝像機(jī)采用CCD器件代替攝像管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、電荷儲(chǔ)存和電荷轉(zhuǎn)移的原理制成的。首先，通過采集焊縫圖像，將采集到的圖像要經(jīng)過中值濾波、均值濾波、拉普拉斯濾波等各種濾波技術(shù)及其圖像恢復(fù)技術(shù)等處理。其次，進(jìn)行閥值分割、梯度分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域增長(zhǎng)、模板匹配等分割方法。再次，將圖像細(xì)化、粗化、距離變換等二值圖像運(yùn)算方法，給物體標(biāo)序號(hào)的方法，去除偽線條等處理。最后，進(jìn)行特征提取，將焊縫邊緣提取出來，使機(jī)器人能夠識(shí)別，從而進(jìn)行焊接。
2. 路徑規(guī)劃方法
如今，絕大部分工廠是以在線示教方式進(jìn)行焊接路徑規(guī)劃，少數(shù)情況下使用離線編程進(jìn)行焊接的路徑規(guī)劃[2]。其主要原因有以下幾個(gè)方面：
其優(yōu)點(diǎn)為：
（1）在線示教編程簡(jiǎn)單易學(xué)不需要高 級(jí)的編程技術(shù)人才。
（2）在線示教對(duì)于復(fù)雜的路徑可以很輕松的編程。
（3）在線示教編程靈活，方便。
機(jī)器人精度是機(jī)器人的重要參數(shù)之一。按照誤差的來源和特性，可將它們分為不同的類型。從誤差的來源來看，主要是指機(jī)械零件、部件的制造誤差、整機(jī)裝配誤差、機(jī)器人安裝誤差，還包括溫度、負(fù)載等的作用使得機(jī)器人桿件產(chǎn)生的變形，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差，控制系統(tǒng)的誤差（如插補(bǔ)誤差、伺服系統(tǒng)誤差、檢測(cè)元器件）等。
機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，當(dāng)前對(duì)機(jī)器人技術(shù)的研究十分活躍[1]。從目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀來看，焊接機(jī)器人技術(shù)研究主要集中在焊縫跟蹤方法、路徑規(guī)劃方法、定位精度等3個(gè)方面。
1. 焊縫跟蹤方法
視覺傳感器是一種高效的焊縫處理工具。CCD攝像機(jī)采用CCD器件代替攝像管實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、電荷儲(chǔ)存和電荷轉(zhuǎn)移的原理制成的。首先，通過采集焊縫圖像，將采集到的圖像要經(jīng)過中值濾波、均值濾波、拉普拉斯濾波等各種濾波技術(shù)及其圖像恢復(fù)技術(shù)等處理。其次，進(jìn)行閥值分割、梯度分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域增長(zhǎng)、模板匹配等分割方法。再次，將圖像細(xì)化、粗化、距離變換等二值圖像運(yùn)算方法，給物體標(biāo)序號(hào)的方法，去除偽線條等處理。最后，進(jìn)行特征提取，將焊縫邊緣提取出來，使機(jī)器人能夠識(shí)別，從而進(jìn)行焊接。
2. 路徑規(guī)劃方法
如今，絕大部分工廠是以在線示教方式進(jìn)行焊接路徑規(guī)劃，少數(shù)情況下使用離線編程進(jìn)行焊接的路徑規(guī)劃[2]。其主要原因有以下幾個(gè)方面：
其優(yōu)點(diǎn)為：
（1）在線示教編程簡(jiǎn)單易學(xué)不需要高 級(jí)的編程技術(shù)人才。
（2）在線示教對(duì)于復(fù)雜的路徑可以很輕松的編程。
（3）在線示教編程靈活，方便。
3.定位精度
機(jī)器人精度是機(jī)器人的重要參數(shù)之一。按照誤差的來源和特性，可將它們分為不同的類型。從誤差的來源來看，主要是指機(jī)械零件、部件的制造誤差、整機(jī)裝配誤差、機(jī)器人安裝誤差，還包括溫度、負(fù)載等的作用使得機(jī)器人桿件產(chǎn)生的變形，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的誤差，控制系統(tǒng)的誤差（如插補(bǔ)誤差、伺服系統(tǒng)誤差、檢測(cè)元器件）等。
消除誤差過程如下：通過傳感器連接在機(jī)械手上一起進(jìn)行 X、Y、Z 三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。傳感器安裝在超前焊槍行走方向的一段距離。焊槍的位姿調(diào)整好后，調(diào)整傳感器A、B與兩個(gè)板面的距離，對(duì)傳感器的初始位置進(jìn)行標(biāo)定。焊接對(duì)象在焊接過程中焊槍與傳感器的相對(duì)位置保持不變，當(dāng)兩個(gè)平板發(fā)生偏斜時(shí)，焊槍與焊縫的相對(duì)位置發(fā)生偏差，傳感器 A、B 檢測(cè)到的偏差信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，然后控制 Y、Z 行走方向的電機(jī)朝消除誤差的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，直至消除誤差。
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