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焊接区视觉信息在弧焊机器人传感和控制中应用
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2018-01-31
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弧焊机器人是典型的机电一体化高科技产品，具有功能强大、操作简便、自动化程度高等特点。在一定程度上可以代替焊接工人的工作，特别是在人类难以直接作业的特殊场合（如水下、空间和核辐射环境等），发挥了极其重要的作用。在我国，弧焊机器人技术的研究始于20世纪70年代，近年来融合了国外的成熟技术，得到了迅速的发展，国内的焊接机器人已开始走向实用化阶段。
基于光学图像的视觉传感器具有灵敏度和测量精度高、动态响应特性好、信息量大、抗电场和抗磁场干扰能力、与工件无接触等优点，在焊接工艺、焊接过程、质量信息检测与控制中等得到广泛的应用。基于视觉传感的焊接机器人借助CCD摄像机、红外摄像仪、高速摄像机等图像传感设备及智能化的图像处理方法，使之不仅可以模拟熟练焊工的视觉感知能力，还可以超越人类局限，完成诸如：获取并处理强弧光及飞溅干扰下的焊缝图像、实时提取焊接熔池特征参数、预测焊缝的组织、结构及性能等，确保了焊缝质量的稳定性和可靠性。机器人系统包括过程控制和质量控制两个方面，根据过程控制和质量控制视觉信息传感特征，弧焊自动控制过程中视觉信息包括过程控制视觉信息与质量控制视觉信息，前者主要包括焊炬及接头空间位置心息，后者主要指熔池形态尺寸信息。
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