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基于激光传感器的弧焊机器人焊缝跟踪研究
基于激光传感器的弧焊机器人焊缝跟踪研究
摘要：随着自动化技术的不断发展，弧焊机器人在工业生产中得到广泛应用。然而，由于焊缝自身形状的复杂性，机器人在焊接过程中存在焊缝跟踪困难的问题。本文基于激光传感器，对弧焊机器人焊缝跟踪进行了研究。通过分析焊缝轮廓的特征，设计了一种基于激光传感器的焊缝跟踪算法，并将其应用于弧焊机器人系统中。实验结果表明，该算法能够准确地跟踪焊缝轮廓，提高焊接质量和效率。
关键词：弧焊机器人；焊缝跟踪；激光传感器；焊接质量
1.引言
弧焊机器人是一种能够自动执行焊接任务的装置，具有高效、高质量的优势，广泛应用于汽车制造、航空航天和船舶等领域。然而，由于焊缝自身形状的复杂性，机器人在焊接过程中往往难以准确跟踪焊缝，导致焊接质量下降。因此，提高焊缝跟踪的准确度和稳定性对于弧焊机器人的应用具有重要意义。
2.相关研究
目前，针对焊缝跟踪问题，已经提出了多种解决方案。其中，基于视觉传感器的方法是一种常见的解决方案。它通过摄像头获取焊缝图像，并通过图像处理算法提取焊缝轮廓信息，实现焊缝的跟踪。然而，由于焊接过程中存在光照变化和烟雾等干扰因素，基于视觉传感器的方法容易受到环境影响，导致焊缝跟踪准确度不高。因此，本文选择了一种基于激光传感器的方法来解决焊缝跟踪问题。
3.弧焊机器人焊缝跟踪算法
3.1算法设计原理
本文设计的基于激光传感器的焊缝跟踪算法基于以下原理：利用激光传感器测量焊缝轮廓的高度信息，通过分析高度信息得到焊缝的位置和形状，进而实现焊缝的跟踪。
3.2算法步骤
（1）激光数据采集：将激光传感器安装在焊接枪上，定时采集激光数据。
（2）数据处理：对采集的激光数据进行预处理，包括去噪、滤波和分割等步骤。
（3）焊缝轮廓提取：通过分析激光数据的高度信息，提取出焊缝轮廓的位置和形状。
（4）焊缝跟踪：将提取得到的焊缝轮廓与机器人路径进行匹配，实现焊缝的跟踪。
4.实验结果与分析
通过将基于激光传感器的焊缝跟踪算法应用于弧焊机器人系统中，进行了一系列实验。实验结果表明，该算法能够准确地跟踪焊缝轮廓，实现焊缝的稳定焊接。与传统的基于视觉传感器的方法相比，基于激光传感器的方法具有更好的鲁棒性和稳定性，能够适应多种焊接环境。
5.结论
本文基于激光传感器，对弧焊机器人焊缝跟踪进行了研究。通过设计了一种基于激光传感器的焊缝跟踪算法，并将其应用于弧焊机器人系统中，实现了焊缝的准确跟踪。实验结果表明，该算法能够提高焊接质量和效率。未来的研究可以进一步优化算法，提高焊缝跟踪的精度和速度，推动弧焊机器人在工业生产中的应用。
参考文献：
[1]Yan,S.,Huang,M.,Wang,H.,etal.(2018).ASensor-BasedSeamTrackingApproachforArcWeldingRobot.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,65(6),5200-5209.
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