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机器人焊接技术在机械制造业领域得到了广泛的应用,大大提高了焊接的自动化水平。然而,机器人在焊接过程中仍存在各种问题,缺乏自主性和适应性。因此,为了克服机器人在焊接过程中各种不确定因素对焊接质量的影响,提高机器人智能化水平和工作的可靠性,实现机器人自主示教成为焊接机器人的发展趋势。 目前,在国内煤炭行业,大部分大型工件的焊接,仍然是以手工焊接为主,诸多重复性工作耗费了大量的人力物力。因此,由焊接机器人自主示教代替人工焊接,不仅满足焊接的精度要求,而且大大减少工人的负担,提高焊接的工作效率。 本文以大型焊接工件为研究背景,依托计算机技术,结合CMOS相机与机器人搭建一个基于视觉的焊前自主示教系统。首先,通过对大型焊接工件的自身特点分析与项目精度需求,制定了“一目双位”采集工件局部特征区域的方案,解决工件体积大、形状不规则以及工件整体图像不易处理的难点;然后使用MatLab软件,对CMOS相机采集的图像进行高通滤波、边缘检测、数学形态处理以及Hough变换检测等数字图像处理,计算特征点的位置。最后将特征点的位置与机器人已设定的示教位置进行比较,计算出焊接工件的偏移量并修改机器人的示教文件,从而校正机器人焊接初始位置的引导与路径规划。 根据MatLab软件的工程实用性差,运行效率低以及程序代码移植不方便等特点。本课题在VS2008编程环境中,使用C++语言对数字图像处理算法进行模块化重写;并通过图形界面实现对焊接机器人与CMOS相机控制,不仅可以实时监测机器人的运行状态,更便于实际使用与后期维护。