专用焊接机器人控制软件及相关视觉功能研究

摘要

我国的工业机器人在进入新的世纪后有了飞速的发展，而作为工业生产机器人，焊接机器人的应用十分广泛。尤其是对于我国南方的集中化生产工厂，对于自动化生产机器人的需求十分强烈，同时，对于通过视觉辅助机器人运动进行视觉伺服的功能研发也是今后长时间的研究热点以及对于进一步通过机器人减少人工工作的重要突破口。
　　针对以上问题，结合实际项目，本文基于数字图像处理，软件研发的知识，研究了一般的焊接机器人研发方式，通过设计，编程以及验证，研发了焊接机器人的控制软件，并同时对于焊接的相关视觉技术进行了研发。
　　本文研究主要内容如下:
　　首先，对于国内外的焊接机器人研发现在进行了分析以及总结。并对本文所研发的机器人的硬件结构进行了描述。
　　其次，详细阐述了焊接机器人控制软件的研发思路，讲解了控制软件的整体结构，功能模块，与下层的通讯方式，以及创新点—可视化的示教编程方式的实现进行了描述。
　　第三，介绍了焊接相关的视觉研究，包括视觉软件框架的搭建、焊枪头的检测，焊缝的检测以及三维重建方式。
　　第四，介绍了一种自主设计的基于极少信息的无标定图片的目标点定位算法，这种算法最初为了可以在任何情况下计算焊枪头位置提出，并具有很广阔应用空间。
　　最后，对全文描述的研发内容进行了总结，并对于不足之处进行了陈述并得到了进一步的发展方向。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国外现状与发展趋势

1．3 国内相关产品与技术现状概况

1．4 焊接机器人视觉功能研究现状

1．5 课题研究意义与主要研究内容

2 焊接机器人的控制以及视觉硬件选型

2．1 焊接机器人的机械结构设计研究

2．2 焊接机器人的控制系统设计

2．3 焊接机器人外接设备设计

2．4 总结

3 图形化操作控制软件开发

3．1 焊接控制软件整体框架与控制原理介绍

3．2 焊接控制软件界面介绍

3．3 焊接控制软件设计架构与实现方法介绍

3．3 可视化示教段编程原理介绍

3．4 总结

4 焊接机器人相关视觉功能研究

4．1 视觉检测程序框架

4．2 焊枪头跟踪程序

4．3 焊缝检测算法原理

4．4 焊缝三维重建的算法原理

4．5 总结

5 基于极少信息的任意照片目标点定位算法

5．1 算法研究背景

5．2 算法原理

5．3 实验验证

5．4 总结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 不足之处与展望

参考文献

作者简介