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視覺(jué)傳感器在工業(yè)中的作用-焊接自動(dòng)化

發(fā)布時(shí)間:2021-08-25
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1.   背景

作為機械加工領(lǐng)域應用最為廣泛的加工方法之一,焊接在國民生產(chǎn)中具有非常重要的地位。傳統的手工焊接工作環(huán)境差,焊接效率低,且焊接質(zhì)量依賴(lài)于工人的經(jīng)驗技術(shù),已經(jīng)無(wú)法滿(mǎn)足現代工業(yè)生產(chǎn)的需求。因此提高焊接質(zhì)量和效率,同時(shí)改善焊接工作環(huán)境已經(jīng)成為現代焊接作業(yè)中亟待解決的問(wèn)題。

2.   近況

近年來(lái),對機器人的相關(guān)應用研究不斷深入,特別是在工業(yè)焊接領(lǐng)域得到了廣泛的使用。目前,在自動(dòng)焊接生產(chǎn)中,應用最多的是“示教再現”和離線(xiàn)編程兩種工作方式。 “示教再現”即在焊接作業(yè)前,手動(dòng)控制機器人焊接系統對待焊工件進(jìn)行焊接示教,并保存示教路徑信息。在實(shí)際的焊 接作業(yè)中,根據示教信息,焊接機器人即可完成自動(dòng)焊接。在焊縫形狀相對單一、焊接 工況簡(jiǎn)單的情況下,這兩種模式都有著(zhù)不錯的焊接效果。然而,在實(shí)際的生產(chǎn)工況中, 焊接目標多變,且工作環(huán)境復雜,而這些工作模式無(wú)法感知工況,對環(huán)境的變化缺乏一 定的靈活性。這就大大降低了生產(chǎn)效率,增加了生產(chǎn)成本。因此機器人焊接的智能化是未來(lái)發(fā)展的必然趨勢,而焊接視覺(jué)系統在此環(huán)節中發(fā)揮著(zhù)重要的價(jià)值。

3.視覺(jué)傳感器在自動(dòng)化焊接中的作用

為了實(shí)現機器人焊接的智能化,基于各類(lèi)傳感器的焊接方案得到了廣泛應用。將傳感系統與焊接機器人結合起來(lái),可實(shí)時(shí)獲取焊接工況的相關(guān)信息,通過(guò)對這些信息的分析處理,即可在焊接過(guò)程中實(shí)時(shí)調節焊接參數,完成自動(dòng)焊接作業(yè)。在過(guò)去的研究中,常用的傳感器主要有超聲波傳感器、紅外傳感器、電弧傳感器以及視覺(jué)傳感器等。其中,視覺(jué)傳感器(2d傳感器/3D相機可以實(shí)現非接觸測量,且測量精度高、獲取信息豐富,同時(shí)具有較強的抗弧光干擾能力,在工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應用。將視覺(jué)傳感測量與工業(yè)機器人結合起來(lái),如同給機器人裝上了智慧的“眼睛”,使 得機器人不接觸工件,也可根據視覺(jué)傳感器的反饋信息來(lái)實(shí)時(shí)感應工況變化。這對拓 展機器人的工業(yè)應用、提升制造業(yè)的自動(dòng)化和智能化程度具有重大意義?;谝曈X(jué)傳感的機器人焊接通過(guò)視覺(jué)傳感器實(shí)時(shí)獲取焊接工況信息,對焊接目標進(jìn)行分析計算, 從而自動(dòng)提取焊縫特征信息和焊接路徑,根據得到的焊縫位置信息與焊槍的實(shí)時(shí)位置 之間的偏差,對機器人運動(dòng)進(jìn)行及時(shí)調整,從而實(shí)現焊縫的準確焊接。 發(fā)達國家對基于視覺(jué)引導的機器人自動(dòng)焊接技術(shù)研究較為深入,而我國在一些自動(dòng)焊接的關(guān)鍵技術(shù)上還與歐美等國存在不小的差距。同時(shí),由于國外焊接機器人發(fā)展成熟,成本較低,價(jià)格優(yōu)勢也是其占據國內焊接市場(chǎng)的一大因素。因此,必須加強國內自動(dòng)焊接技術(shù)的研究,促進(jìn)國產(chǎn)焊接機器人的發(fā)展,從而提升我國生產(chǎn)制造的自動(dòng)化和智能化水平。

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