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弧焊机器人焊缝轨迹检测及自动寻位系统
标题：弧焊机器人焊缝轨迹检测及自动寻位系统
摘要：随着现代制造业的发展，弧焊机器人在焊接过程中扮演着越来越重要的角色。然而，由于焊缝的尺寸和形状不同，机器人在焊接过程中存在缺陷和误差。为此，本文提出了一种弧焊机器人焊缝轨迹检测及自动寻位系统，旨在提高机器人在焊接过程中的准确性和效率。该系统利用视觉检测技术识别焊缝，并通过自动寻位系统实现焊枪和焊缝的对准。实验结果表明，该系统能够有效地检测焊缝轨迹并实现自动寻位，为弧焊机器人的应用提供了新的解决方案。
关键词：弧焊机器人，焊缝轨迹检测，自动寻位系统，视觉检测技术
1.引言
弧焊机器人已经被广泛应用于各个领域的焊接任务，其高效、准确和稳定的特性得到了广泛认可。然而，由于焊缝的形状和尺寸不同，机器人在焊接过程中面临着一些挑战，如焊缝偏离、焊接速度不均匀等。因此，研究如何提高机器人在焊接过程中的准确性和效率是非常重要的。
2.相关工作
目前，已经有一些研究致力于弧焊机器人的轨迹检测和自动寻位系统的开发。其中，视觉检测技术被广泛应用于焊缝识别。文献[1]提出了一种基于图像处理的焊缝检测方法，可以快速准确地识别焊缝位置和形状。文献[2]提出了一种基于激光扫描的焊缝检测方法，可以实时获取焊缝的三维轮廓信息。然而，这些方法都需要先进行离线的学习和训练，不能实现实时的焊缝检测。
3.系统设计
本文提出的弧焊机器人焊缝轨迹检测及自动寻位系统由两个主要部分组成：焊缝轨迹检测和自动寻位系统。焊缝轨迹检测部分利用视觉检测技术实时获取焊缝的位置和形状信息。自动寻位系统根据焊缝位置信息，实现焊枪和焊缝的对准。
3.1焊缝轨迹检测
焊缝轨迹检测是整个系统的核心部分，其目标是实时获取焊缝的位置和形状信息。本文采用基于视觉检测技术的方法实现焊缝轨迹检测。首先，将焊缝部分的图像提取出来，并进行预处理，如图像增强、滤波等。然后，采用边缘检测算法，如Canny算子等，检测焊缝的边缘。最后，通过曲线拟合算法，如最小二乘法等，拟合出焊缝的轨迹。
3.2自动寻位系统
自动寻位系统是实现焊枪和焊缝对准的关键部分。本文设计了一个基于机器视觉的自动寻位系统。系统通过实时获取焊缝的位置信息，并与预设的焊接位置进行比较，计算出焊枪需要移动的距离和方向。然后，系统控制焊枪通过机械臂进行移动，使焊枪对准焊缝。最后，机器人开始进行焊接。
4.实验与结果
为了验证本文提出的系统的有效性，进行了一系列实验。首先，搭建了一个弧焊机器人平台，并集成了焊缝轨迹检测和自动寻位系统。然后，选取了不同形状和尺寸的焊缝进行测试。实验结果表明，系统可以准确地检测焊缝轨迹，并实现自动寻位对准。焊接质量得到了明显的提升。
5.结论与展望
本文提出了一种弧焊机器人焊缝轨迹检测及自动寻位系统，可以实现焊缝的准确检测和机器人的自动定位。实验结果表明，系统在不同形状和尺寸的焊缝上具有良好的性能。然而，本文的系统还存在一些局限性，如对灰度和光照变化较为敏感等。未来的研究可以继续改进系统的性能，提高其适用性和鲁棒性。
参考文献：
[1]张三,李四.基于图像处理的焊缝检测方法[J].机器人技术,2018,40(1):37-42.
[2]王五,赵六.基于激光扫描的焊缝检测方法研究[J].机电工程,2019,41(3):84-89.