焊接机器人视觉识别系统的研究

王泽荫

（甘肃机电职业技术学院，甘肃 天水 741000）

在工业生产中，许多产品的制造过程少不了焊接这一重要的生产环节，焊接质量的好坏，直接影响着产品质量的高低。传统的焊接方法主要有手动焊接、半自动焊接和自动焊接，随着制造业水平的不断提高和市场需求的多元化，传统的焊接技术已不能满足时代对产品的要求，绿色、环保、高效、节能、智能化的生产手段和方式正在快速发展。作为智能化生产方式的代表，焊接机器人技术已逐渐应用到了钢结构件、精密电子元件和汽车制造等行业中，目前焊接机器人在整个工业机器人中所占的比重超过了50%。

焊接机器人的工作过程主要分为以下四个步骤：一是焊缝的视觉识别（图像采集）；二是视觉识别误差的校正与优化（图像处理）；三是程序编写；四是程序下载与运行。

1 焊缝的视觉识别

1.1 焊缝视觉识别时存在的问题

在对焊缝的位置和形状进行信息采集（焊缝的视觉识别）时，由于焊接过程的特殊性，与搬运、码垛等作业方式相比，存在以下的困难：

（1）高温环境，红外线的干扰较大；

（2）高强弧光，对信息采集设备的光源干扰较大；

（3）烟尘干扰，导致图像清晰程度不高。

（4）动态的色彩变化，影响成像质量。

（5）焊肉较薄，被测部位三维特征不明显。

（6）焊缝的位置、厚度、角度的变化范围大，难以用同一种方式解决。

（7）不同部位的焊接工艺要求不同（比如打底焊和盖面焊的工艺要求），导致信息采集、信息处理、操作时的难度大。……