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基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计
基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计
摘要：
随着工业自动化的发展，机器人在制造业中的应用越来越广泛，其中机器人弧焊系统在汽车制造、船舶制造等领域中得到了广泛应用。然而，传统的机器人弧焊系统存在着焊缝跟踪困难、焊接质量难以保证等问题。本文提出了一种基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计方案，通过激光传感器实时检测焊缝位置和形态，结合机器人控制算法实现焊缝跟踪和焊接质量控制，提高了机器人弧焊系统的稳定性和焊接效率。
关键词：机器人，弧焊，激光跟踪，控制系统，焊接质量
1.引言
随着全球制造业的迅速发展，机器人在各个领域中的应用越来越广泛。在汽车制造、船舶制造等行业中，机器人弧焊系统已经成为主要的焊接方式。然而，传统的机器人弧焊系统存在着焊缝跟踪困难、焊接质量难以保证等问题。因此，设计一种高效、稳定的机器人弧焊控制系统对于提高焊接质量和生产效率具有重要意义。
2.相关工作
目前，对于机器人弧焊控制系统的研究主要集中在焊接路径规划和焊缝跟踪技术上。传统的焊接路径规划方法主要基于计算机辅助设计软件进行设计并通过机器人控制系统实现。而焊缝跟踪技术主要包括图像处理方法和传感器跟踪方法。然而，传统的图像处理方法对光照条件要求较高，并且在弧光的干扰下容易产生噪声。而传感器跟踪方法则需要在焊接前对焊缝进行标记，增加了工作量和复杂度。
3.系统设计
本文设计了一种基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统。系统由激光发射器、激光传感器、机器人控制器以及焊接设备组成。激光发射器发射激光束，激光传感器实时检测焊缝位置和形态，并通过机器人控制器进行计算和控制。焊接设备根据机器人控制器的指令进行相应的焊接操作。整个系统的结构如图1所示。
图1.基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统结构
4.激光跟踪算法
激光跟踪算法是本文设计的关键技术之一。通过激光传感器实时检测焊缝位置和形态，通过机器人控制器进行计算和控制，实现焊缝跟踪和焊接质量控制。算法主要包括以下几个步骤：
(1)采集激光传感器数据，包括焊缝位置和形态信息；
(2)对激光数据进行预处理和滤波，减少噪声干扰；
(3)利用机器学习算法对焊缝进行分类和识别，判断焊缝类型；
(4)根据焊缝类型进行焊线路径规划，生成机器人运动控制轨迹；
(5)通过机器人控制器控制机器人按照轨迹进行运动；
(6)实时监测焊接质量，根据监测结果进行修正。
5.实验结果
为了验证所设计的机器人弧焊控制系统的性能，我们进行了一系列实验。实验结果表明，所设计的系统能够实现稳定的焊缝跟踪和焊接质量控制，大大提高了焊接效率和焊接质量。
6.结论
本文提出了一种基于激光跟踪技术的机器人弧焊控制系统设计方案。通过激光传感器实时检测焊缝位置和形态，并结合机器人控制算法实现焊缝跟踪和焊接质量控制，提高了机器人弧焊系统的稳定性和焊接效率。实验结果表明，所设计的系统能够实现稳定的焊缝跟踪和焊接质量控制，具有较好的应用前景。
参考文献：
[1]Cao,J.,&Xu,J.E.(2018).Researchonthecontrolsystemofarcweldingrobotbasedonneuralnetworkalgorithm.InInternationalConferenceonImage,VideoandSignalProcessing(pp.198-203).Springer,Singapore.
[2]Chen,Z.,&Lu,F.(2019).Pathplanningofweldingrobotbasedonimprovedantcolonyalgorithm.In2ndInternationalSymposiumonMechanicalandManufacturingEngineering(pp.397-402).AtlantisPress.
[3]Liu,D.,&Zhang,C.(2020).Real-timeimageprocessingalgorithmforweldingseamrecognition.InInternationalConferenceonAdvancedMechatronicSystems(pp.447-452).Springer,Singapore.