[发明专利]一种基于点激光距离传感器的焊缝跟踪方法

说明书

本发明具体涉及一种基于点激光距离传感器的焊缝跟踪方法。该系统包括焊接电源、点激光距离传感器、加速度传感器、直线导轨、滑块、焊枪、信号处理器、运算器、控制器、传感器保护装置、送丝机、驱动器。所述基于点激光距离传感器的焊缝跟踪方法其特点在于：直线导轨固定在焊枪上，固定在滑块上的点激光距离传感器和加速度传感器在直线导轨上做左右往复运动，该系统通过固定于滑块上的点激光距离传感器和加速度传感器对坡口区域进行扫描，系统提取出特征点的激光发射点到坡口的垂直距离信号和滑块的滑动距离信号，利用特征点距离差值法和反三角函数计算出焊缝左右、上下偏差和焊枪工作角偏差，实现焊缝的精准跟踪。本发明系统简单，自动化焊接效率高，可实现空间不同坡口形貌的焊缝跟踪。

技术领域

本发明涉及焊接自动化技术领域，具体涉及一种基于点激光距离传感器的焊缝跟踪方法。

背景技术

焊接技术在机械制造技术领域是一个很重要的研究领域，随着智能化时代的到来，焊接技术逐渐趋向智能化、自动化发展。焊接机器人是一种实际应用最普遍的工业机器人，近年来，发展非常迅速，为了满足不同行业对焊接作业的需求，发展出了不同形式的焊接机器人。随着对焊接质量和效率要求的提高，人工焊接成本的提髙，各行业对焊接机器人的需求量非常高。同时，对焊接机器人适应环境的能力和自动化程度提出了更高的要求，焊接机器人从示教型发展成为传感型，传感型焊接机器人利用各种传感器，获取焊接过程的声、光和电等信号，对这些信号进行处理，实现对焊缝的自动检测，传感型焊接机器人根据各种传感器识别出焊枪偏离焊缝的偏差信号，对焊缝进行自动跟踪。

目前，焊枪位姿的控制技术和焊缝跟踪技术，主要依赖于视觉传感器和旋转电弧传感器机器人。焊缝跟踪控制是焊接过程需要解决的关键问题,也是现代弧焊过程焊接质量自动控制的重要组成部分。要实现焊缝跟踪控制,焊缝识别技术是其中的核心技术之一。应用于焊缝识别过程的传感器有许多种，传统传感器的应用已经不能满足焊缝跟踪技术的需求，需要开发更为简单、误差小、更实用的传感器来实现焊缝自动精准跟踪。

综上所述，亟需要开发或引进不同的传感器，完善焊缝跟踪系统和方法来实现焊接机器人的自动焊缝跟踪，提高焊缝跟踪精准度。

发明内容

本发明的目的是为了使焊接机器人操作系统更简易，焊缝跟踪更精准。依据特征点距离差值法和反三角函数等方法，结合点激光距离传感器和加速度传感器设计出一种基于点激光距离传感器的焊缝跟踪系方法。该系统包括焊接电源、点激光距离传感器、加速度传感器、直线导轨、滑块、焊枪、信号处理器、运算器、控制器、传感器保护装置、送丝机、驱动器，系统结构简单，焊缝跟踪精度高。

一种基于点激光传感器的焊缝跟踪方法，其特征在于：该系统的直线导轨固定在焊枪上，直线导轨与焊枪的中心线垂直平分，其中固定在滑块上的点激光距离传感器和加速度传感器在直线导轨上做左右往复运动，该系统通过固定于滑块上的点激光距离传感器和加速度传感器对坡口区域进行扫描，系统提取出经过特征点在激光发射点到坡口之间并垂直于直线导轨的距离信号和滑块的滑动距离信号，可构建出数学模型。

本发明的焊缝跟踪方法实现的具体流程如下：