弧焊机器人熔化及气体保护焊熔池视觉自适应检测

采用新型互补金属氧化物半导体(Complementary metal oxide semiconductor, CMOS)视觉传感器对弧焊机器人熔化及气体保护焊(Gas metal arc welding, GMAW)熔池图像的提取技术进行研究,通过对CMOS视觉传感器的硬件电路改造,实现GMAW熔池图像的自适应采集.首先对触发电路进行改造,实现熔池图像高速采集的可控化.对GMAW脉冲焊不同时刻采集的熔池图像进行比较,定性得到最佳的采集时刻.对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像曝光量的可控化.研究GMAW在送丝速度协同控制模式下,不同送丝速度与曝光量的定量关系.通过对硬件控制电路进行改进,实现熔池图像灰度压缩的可控化.比较CMOS视觉传感器工作在不同模式下对GMAW脉冲和短路焊时采集的熔池图像,得出CMOS视觉传感器工作在线性-对数模式下能更好地适应GMAW熔池图像采集.最后综合运用以上3种技术对GMAW脉冲焊和短路焊的熔池图像进行试验,均获得了清晰的熔池图像,为下一步熔池图像处理和焊接质量控制打下了基础.     

机器人视觉伺服系统控制结构的研究

对机器人视觉伺服系统的研究是机器人领域中的重要内容之一，其研究成果可直接用于机器人手-眼系统，移动机器人的自动避障及对周围环境的自适应，轨线跟踪等问题，该文介绍了三种主要的机器人视觉伺服系统；基于位置的控制系统，基于图像的控制系统，2-1/2D视觉伺服，并详细论述了它们的控制结构及由此产生的优缺点，最后分析了今后的发展趋势。     

机器人视觉伺服系统的研究与发展

论述机器人视觉伺服的发展历史、方向和研究背景,系统介绍了机器人视觉伺服系统的基本分类,重点介绍三种现有的控制结构、动态LookandMove系统、视觉直接伺服系统以及实现视觉伺服系统各个环节的主要问题。对智能控制在机器人视觉伺服系统中的应用作了介绍,并对控制系统实时性进行分析。展望今后的发展方向。     

型材搬运机器人视觉伺服控制研究

文章通过分析型材搬运机器人视觉伺服控制的技术要求和特点,提出一种基于型材型心线坐标附加值模型的识别算法,并以此作为型材图像边缘检测与识别理论的算法,分析了机器手的定位方法;以数字图像处理理论和算法为基础,以VisualC 6.0为平台,实现型材搬运机器人视觉伺服控制图像处理与机器手定位坐标值的确定,提供了一种型材搬运机器人视觉伺服控制的方法。     

一种融合图像和传感信息的自主投篮机器人视觉系统

提出了一种基于计算机视觉与多传感器信息融合的信号处理技术及检测方法，同时将该方法应用到我校参加ABU(亚广联)举行的ROBO—CON竞赛的自主机器人上。系统具有较高的定位精度、快速性及鲁棒性，取得比较好的比赛效果。     

工业机器人视觉图像的质量评价方法研究

工业机器人视觉系统在校准和标定过程中需要对成像质量进行客观评价,而在参考图像已知的情况下,现有图像质量评价方法无法有效表征图像局部结构差异,难以充分考虑像素级差异对局部结构的影响。针对上述问题,提出了一种基于视觉显著性的全参考图像质量评价方法。其中,设计了一种基于梯度图的差异度表征方法,利用相位一致性和梯度图来描述图像局部结构和像素级的差异,进而提出了基于视觉显著性的图像质量评价方法,通过利用像素级差异对图像局部结构进行权重赋值,从而提高算法对图像进行质量评价时的性能。实验结果表明,本文方法和其他四种典型图像质量评价算法相比,能够在三个标准图像数据库上取得更高的质量评价分数。     

基于误差标定的医疗机器人视觉跟踪方法研究

影像在疾病诊断和手术计划中占有重要地位,随着机器人技术的发展以及微创手术的广泛采用,影像与机器人构成一体,形成计算机集成外科手术系统。影像不仅是疾病诊断的重要工具,它也对手术机器人进行定位、引导,对手术器械进行跟踪和控制。由于视觉和机器人具有各自的坐标系统,它们之间存在误差,当在视觉空间控制机器人运动时,该误差会映射到机器人的轨迹上。在前期手术计划、机器人视觉控制、自动显微操作的研究成果基础上,研究计算机集成外科中的手术机器人轨迹精确控制问题。采用机器人在视觉空间的运动误差对视觉系统和机器人系统间的坐标系误差进行标定,从而精确控制机器人的轨迹。误差标定方法只需要让机器人走三个点就可以完成系统坐标标定。在实验中,利用视觉系统控制机器人运动,模仿微创手术中对机器人末端器械的导引,结果表明,采用递归标定方法可以将机器人的轨迹误差控制在2个像素范围内。     

遥操作工程机器人的双目视觉定位方法研究

针对遥操作工程机器人视频图像传输时延问题,建立了遥操作工程机器人的双目视觉定位系统,提出一种极线约束法与形态学向量夹角相结合的组合匹配方法对目标物进行立体匹配。该系统通过创建目标物模板,利用此模板识别经立体校正后的图像对上的目标物,并获取特征点,然后采用提出的组合匹配方法对特征点进行立体匹配,并对其三维重建,实现目标物的空间定位。实验表明,该方法匹配计算量小,定位效率高,定位精度满足工程作业要求,可为遥操作工程机器人的视觉提示系统设计提供技术参考。     

机器人辅助腹腔镜手术中的视觉测量方法研究

针对目前机器人辅助腹腔镜手术中内窥镜仅被用于二维的视觉监测而缺乏三维位姿检测功能的缺陷,提出了一种基于求解共线 P n P (Perspective-n-Point )问题的手术器械位姿测量方案,测试了所提出的测量方法的精度并进行了误差分析.方案包括相机标定及畸变校正、标记设计、图像处理、标记点三维坐标计算和手术器械的三维表达.经测试,手术器械中心线的固定位置和单位方向向量的测量值的偏差低、精度较高.     

视觉系统在窄间隙焊缝自动跟踪中应用的研究

本文论述了一种经济有效的视觉系统的研究及其在窄间隙TIG焊接中焊缝自动跟踪的应用,该系统以IBM-PC AT为主机,带有图象存取扩充板,用CCD摄像机摄取电弧区域及焊接坡口的图象,然后把它数字化,成为具有七位（即128级）灰暗度的256×256个象点（或象素）,并存入图象存取板。IBM-PC对获得的数字图象进行实时图象处理,应用了寻边及模板耦合两种方法。所得到的视觉信息被反馈到焊接控制器,进而对焊接过程进行有效的焊缝自动跟踪。     

120 kg点焊机器人试验模态分析

用试验模态分析方法对A型和B型两台点焊机器人的动态特性进行了分析研究,得出机器人在典型位姿下的低阶固有频率。通过对机器人在不同位姿下的模态特性分析,指出机器人整体结构中相对薄弱的环节,并指出,机器人各构件的质量和刚度分布应相互协调和匹配,其合理与否对机器人的动态性能有较大影响。最后提出了机器人结构设计的改进方案。     

用于铝合金焊接的中频MIG焊逆变器与工艺研究

阐述了用于铝合金焊接的中频脉冲ＭＩＧ焊逆变器的基本原理、特点和工艺效果。借助３１５Ａ场效应管式和６３０ＡＩＧＢＴ式弧焊逆变器，通过中低频调制把输出为８０ｋＨｚ和４０ｋＨｚ的脉冲频率，变成１ｋＨｚ以下的中频脉冲，对航天用铝合金板材进行ＭＩＧ焊工艺的试验研究。结果表明，该技术具有逆变式电源的高效省料轻巧等优点之外，它比现有的低频脉冲和直流ＭＩＧ焊技术具有更能保证熔透，“清洗”作用强，焊缝组织晶粒细化，微气孔倾向减少和接头强度高等突出优点，因此，具有很好的推广前景。     

MATHEMATICAL MODEL OF REPEATABILITY FOR ROBOTS

ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＯＦＲＥＰＥＡＴＡＢＩＬＩＴＹＦＯＲＲＯＢＯＴＳＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＯＦＲＥＰＥＡＴＡＢＩＬＩＴＹＦＯＲＲＯＢＯＴＳＹｕａｎＳｕｏｘｉａｎ，ＣａｉＧｕａｎｇｑｉ，ＷａｎｇＳｈｅｎｇｌｉＮｏｒｔｈｅａｓｔ...     

基于T-S模糊故障树的焊接机可靠性分析

针对焊接机故障现象、故障原因等存在大量不确定性导致诊断效率低、诊断难度大的问题,将模糊故障树分析法应用于焊接机故障诊断中,在分析焊接机结构模型和基于T-S模型的模糊故障树分析法的基础上,以焊接机焊枪姿态和悬浮高度设置为例,建立了T-S模型模糊故障树,并进行了可靠性分析。计算结果表明,该方法克服了传统故障树分析法的缺点,不需要精确了解故障机理就能找到系统的薄弱环节。     

基于视觉的脉冲TIG焊接熔宽模糊控制系统

利用视觉传感和计算机图象处理技术从试件下面检测焊缝熔宽信息,设计了一套脉冲TIG焊接熔宽模糊控制系统。根据脉冲TIG焊接电弧的弧光特性及其对视觉检测的影响,提出了一种独特的象采集和控制方法。试验结果表明,该系统具有良好的控制效果和自适应能力。     

焊接过程电信号虚拟分析仪的研究

主要介绍基于Windows9.x操作系统、工控机和PCL1800数据采集卡,并利用VC++6.0通过编程实现焊接过程电信号的虚拟分析仪。该仪器将数据采集、数据分析以具有3D立体感的直观界面形象显示在计算机屏幕上。针对CO2焊的电信号,利用电流、电压概率密度分布图和U-I图来提取焊接过程稳定性的特征信息;并对该虚拟分析仪在点焊中的应用进行了试验。试验结果表明该系统功能完善、分析适应能力强且性能稳定。     

可重构机器人封闭形式的运动学逆解计算

由于可重构机器人构型的多样性,其运动学逆解的自动生成是应用中的关键问题。采用旋量和指数积公式建立可重构机器人的运动学模型,系统地分析了指数积公式的化简方法、子问题的分类和计算方法并加以实现,为可重构机器人封闭形式的运动学逆解提供了一种通用的可分解的计算方法,降低了求解的复杂性。通过一个典型实例验证了算法的有效性与可重用性。     

机器人关节控制系统参数的识别方法

准确地标定和识别机器人关节控制系统的参数,是对机器人进行动力误差补偿,提高机器人动态精度的关键技术。本文提出了一种机器人控制系统参数的直接标定与识别方法,并给出了一个实例,表明该方法是正确可行的。     

TIG-MIG双面对称焊焊缝成形机理研究

就纯铝中薄板,通过单面TIG、MIG和TIG-MIG双面对称焊工艺试验对比,利用ANSYS有限元计算软件进行了TIG-MIG双面对称焊熔池的数值模拟,研究了TIG-MIG双面对称焊的熔池特征及焊缝成形规律。研究表明,TIG-MIG双面对称焊的热源静态累积效应和动态热阻效应使得此焊接方法熔深大大增加,TIG、MIG熔池在焊接过程中发生交汇并在电弧力、熔池表面张力和重力等作用下达到平衡,并由此形成焊缝反面成形。TIG-MIG交汇熔池的稳定性决定焊缝的反面成形特征。