提高激光焊接机器人轨迹精度的视觉反馈方法

本篇论文主要探讨的是"基于立体视觉的激光焊接机器人轨迹跟踪研究"。作者张文增、张国贤、陈强和孙振国来自清华大学机械工程系先进成形制造重点实验室，他们针对激光焊接过程中机器人轨迹精度不足的问题，提出了一个创新的视觉反馈控制策略。传统关节型工业机器人虽然提供定位精度，但在轨迹精度控制方面存在局限。为了满足高速、高精度激光焊接作业的需求，如精确对接和追踪焊缝，研究者们试图增强机器人对环境的感知和适应能力。 论文的核心内容是构建了一种视觉伺服系统，通过在机器人末端安装摄像机，实现对激光焦点和焊缝线的实时监控。首先，利用阈值分割技术来精确地检测出激光焦点，这是关键的视觉信号源。接着，采用GPI（Gaussian Process Inference）方法快速定位焊缝线，提高了数据处理的效率。线-线匹配和双目立体视觉技术被用于计算两者之间的空间关系，从而得到激光焦点相对于焊缝线的误差。 通过机器人运动学原理，这个误差被实时监控并纳入控制策略，使得机器人能够根据误差调整其运动，从而显著提高轨迹精度。这种视觉引导的方法使得机器人能够在非结构化环境中执行更复杂的任务，增强了其适应性和灵活性，突破了现有工业机器人只能在预设环境下工作的局限。 这篇论文不仅提供了激光焊接机器人轨迹跟踪控制的新方法，也为工业机器人在精密制造领域的应用提供了新的视角和技术支持。它强调了视觉反馈在提高机器人运动轨迹精度方面的关键作用，并展示了其在解决实际生产中精度挑战上的潜力。对于从事机器人技术、工业机器人控制以及激光焊接工艺优化的工程师和研究人员来说，这篇论文提供了有价值的研究参考和实践指导。