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基于视觉测量的机器人激光焊接信息获取及路径规划的综述报告
近年来，机器人激光焊接已成为不可或缺的工业制造技术之一。然而，机器人的精度和轨迹控制往往受到环境扰动和复杂性的影响，导致激光焊接过程中出现错误和不良质量。因此，如何精确获取机器人激光焊接信息和优化路径规划成为了研究的重点之一。本文将探讨基于视觉测量的机器人激光焊接信息获取及路径规划的相关技术和研究进展。
一、机器人激光焊接信息获取技术
机器人激光焊接信息获取技术主要有传感器和视觉两种方式。传感器的主要优点是能够快速获取数据并实现实时控制。然而，传感器并不能提供与模型匹配的几何形状信息。因此，需要利用视觉技术来获取更精确的信息，如实时检测工件表面形状和焊缝形状等。
1.激光三维扫描技术
激光三维扫描技术可以快速获取工件表面形状，并通过点云数据生成三维模型。该技术通常使用三维激光扫描仪获取工件的三维几何信息。在激光焊接过程中，该技术可以实时检测工件状态，快速适应变化和检测焊缝质量。
2.基于模板匹配的视觉方法
基于模板匹配的视觉方法是一种简单高效的方法，用于检测工件和焊缝形状。该方法需要一个预定义的参考模板和一个检测算法。当检测到焊接过程中的目标区域时，该算法将使用参考模板来检测该目标区域的差异。这种方法可以实现实时检测，但受到模板匹配精度的限制。
3.全息术技术
全息术技术是一种通过激光干涉照片的像差实现的外部3D形态测量技术。此技术可以实现实时测量，并提供高精度的信息。在激光焊接过程中，全息术技术可以实时检测工件状态和焊接质量。
二、机器人激光焊接路径规划技术
机器人激光焊接路径规划技术是实现工件完美焊接的关键环节。通过对焊接路径进行优化，可以提高焊接效率和质量。现有的机器人激光焊接路径规划技术主要涉及到增量式路径规划和全局路径规划两种方式。
1.增量式路径规划
增量式路径规划将焊接路径分成一系列的部分路径，其初始路径通过手动操作定义。由于其是按照增量定义的规划算法，因此对于不同的焊接任务，其路径规划方式可能会有所不同。增量式路径规划的优点包括高效和操作简单，但需要较多人工干预。
2.全局路径规划
全局路径规划通过对目标焊接表面进行最优路径规划，来实现焊接质量的优化。该方法可以通过利用视觉测量技术来提高焊接质量。全局路径规划可以较快地计算最优路径，且结果比增量式路径规划更精确。然而，由于计算复杂性较高，其不能快速地适应变化的焊接工件。
三、结论
机器人激光焊接信息获取和路径规划技术是实现工业制造自动化和提高焊接质量的重要手段。传感器和视觉技术是两种常用的机器人激光焊接信息获取方式，视觉技术特别适用于对工件表面形状和焊缝质量的高精度检测。在路径规划方面，增量式路径规划和全局路径规划是两种主要技术手段，可根据具体焊接任务进行选择。未来，随着机器人激光焊接技术的不断发展，机器人激光焊接信息获取和路径规划技术将会得到更加广泛的应用和发展。