基于轨迹在线识别的3D折线焊缝机器人摆动GMAW实时跟踪方法

摘要：

3D折线焊缝大量存在于海工装备、大型起重装备、物流运输装备等制造领域中,属于典型的复杂轨迹焊缝,主要通过示教再现的方式进行自动焊接.大量的重复示教工作严重限制了焊接效率和质量,实现焊缝实时跟踪是提高焊接质量和效率的有效途径.针对3D折线焊缝实时跟踪问题,建立一种基于轨迹在线识别的机器人摆动熔化极气体保护焊(Gas metal arc welding,GMAW)实时跟踪系统.首先,提出一种基于点云数据处理的3D折线焊缝起焊点焊枪位姿检测方法,获取焊缝起焊点焊枪位姿;利用3D折线焊缝位姿信息在线快速提取方法获取焊接过程中焊缝位姿信息,实现焊缝轨迹在线识别.然后,利用摆动电弧偏差识别方法获取焊缝偏差.最后,提出一种基于轨迹在线识别的3D折线焊缝机器人摆动GMAW实时跟踪方法,利用模糊PID控制方法实现焊缝实时跟踪.针对折角范围为130°～230°的典型3D折线焊缝的焊接试验表明,起焊点寻位位置检测误差小于0.4 mm,姿态估计误差小于1.8°,焊缝跟踪误差不超过0.4 mm,满足3D折线焊缝实时跟踪的要求.

关键词：3D折线焊缝、GMAW、轨迹在线识别、焊缝跟踪

所属期刊栏目：58

分类号：TG409(焊接、金属切割及金属粘接)

资助基金：国家自然科学基金;长株潭标志性工程计划;潭市科技计划;湖南省自然科学基金;湖南省研究生科研创新;湖南省研究生科研创新资助项目

在线出版日期：2022-09-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：116-125