机器人横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法技术

本发明专利技术涉及横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制领域，是一种基于结构光视觉、姿态传感和被动视觉的横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法。针对在横向GTAW钢管对接焊接中，焊丝、焊枪和电弧姿态偏差对焊缝成型所造成的不良影响，提出了一种机器人横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法。利用结构光视觉传感的钢管姿态识别方法识别钢管的姿态；利用机器人GTAW钢管对接填丝姿态闭环控制方法控制填丝姿态；利用机器人GTAW钢管对接焊枪姿态闭环控制方法控制焊枪姿态；利用基于被动视觉的电弧热量控制方法控制电弧热量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制领域，是一种基于结构光视觉、姿态传感和被动视觉的横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法。

技术介绍

1、gtaw(非熔化极气体保护焊)大量应用于航空航天、海工装备、核电建设等领域，尤其是近年来电弧增材技术的飞速发展，对填丝gtaw的自动化、智能化程度提出了更高的要求。在横向gtaw钢管对接焊接中，焊丝、焊枪、电弧姿态对焊缝成型有着至关重要的影响。本专利技术公开了一种机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，通过在焊接过程中，控制焊丝、焊枪、电弧姿态，从而提高焊接过程稳定性以及焊缝质量。

技术实现思路

1、机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，用于机器人gtaw钢管对接中控制焊丝、焊枪、电弧姿态，以获得更好的焊接质量，其特征在于：所述机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法利用机器人gtaw钢管横向对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统实现；所述机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统由基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.机器人横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，用于机器人GTAW钢管对接中控制焊丝、焊枪、电弧姿态，以获得更好的焊接质量，其特征在于：所述机器人横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法利用机器人GTAW钢管横向对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统实现；所述机器人横向GTAW钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统由基于结构光视觉传感的钢管姿态识别系统、机器人GTAW钢管对接填丝姿态控制系统、机器人GTAW钢管对接焊枪姿态控制系统和电弧热量控制系统组成；基于结构光视觉传感的钢管姿态识别方法利用结构光视觉传感的钢管姿态识别系统实现；所述基于结构光视觉传感的钢管姿态识别方法用于识...

【技术特征摘要】

1.机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，用于机器人gtaw钢管对接中控制焊丝、焊枪、电弧姿态，以获得更好的焊接质量，其特征在于：所述机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法利用机器人gtaw钢管横向对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统实现；所述机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制系统由基于结构光视觉传感的钢管姿态识别系统、机器人gtaw钢管对接填丝姿态控制系统、机器人gtaw钢管对接焊枪姿态控制系统和电弧热量控制系统组成；基于结构光视觉传感的钢管姿态识别方法利用结构光视觉传感的钢管姿态识别系统实现；所述基于结构光视觉传感的钢管姿态识别方法用于识别钢管的姿态；机器人gtaw钢管对接填丝姿态闭环控制方法利用机器人gtaw钢管对接填丝姿态控制系统实现；所述机器人gtaw钢管对接填丝姿态闭环控制方法用于控制填丝姿态；所述机器人gtaw钢管对接焊枪姿态闭环控制方法利用机器人gtaw钢管对接焊枪姿态控制系统实现；所述机器人gtaw钢管对接焊枪姿态闭环控制方法用于控制焊枪姿态；所述基于被动视觉的电弧热量控制方法用于控制电弧热量。

2.根据权利要求1所述的机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，其特征在于：所述基于结构光视觉传感的钢管姿态识别系统由线激光、左眼相机、右眼相机和钢管图像处理系统组成；所述线激光投影光栅条纹至钢管表面；所述左右眼相机分别采集工件反射的激光条纹；所述线激光、左眼相机和右眼相机在同一水平线上且与背板固定；所述钢管图像处理系统处理左右眼相机通过通讯总线所传输的图像；基于结构光视觉传感的钢管姿态识别方法通过钢管图像处理系统得到钢管与世界坐标系x轴的夹角α，与y轴的夹角β、与z轴的夹角γ；所述世界坐标系以旋转工作台底面中心为原点，y轴与背板平行，x轴与y轴垂直，且x与y轴在旋转工作台底面平面上，z轴竖直向上与x、y轴垂直；所述钢管图像处理系统通过标定获取左眼相机和右眼相机的内参和外参；所述内参为相机焦距和主点坐标；所述外参为相机相对于世界坐标系位置和姿态，采用相移法获取绝对相位，基于相位进行双目匹配比较左右眼相机图像中相同特征点的位置差异计算出视差，进行三维点云的重建从而得到钢管的三维空间信息。

3.根据权利要求1所述的机器人横向gtaw钢管对接焊丝、焊枪、电弧姿态控制方法，其特征在于：所述机器人横向gtaw钢管对接填丝姿态控制系统由填丝姿态控制机构、送丝管和填丝控制系统组成；所述填丝姿态控制机构由填丝六轴姿态传感器、机械手臂和传动导轨组成；所述填丝姿态控制系统驱动机械手臂和传动导轨移动到预设的填丝位置；机器人gtaw钢管对接填丝姿态闭环控制方法通过填丝姿态六轴传感器获得送丝管的姿态；所述填丝姿态六轴传感器固定在送丝管前端且与送丝管同步运动；所述填丝姿态六轴传感器内部整合了三轴陀螺仪和三轴加速度计，通过通讯总线将送丝管姿态信号传递给填丝控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗帅武，贾爱亭，陈加凯，邓美，尹力，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：