国外在焊缝视觉传感上发展的比较早且迅速,研究较为深入,已有较多产品投入市场。目前,加拿大、美国、瑞典、英国都己有很成熟的商业化的图像传感焊缝处理系统。
加拿大Servo-Robot公司生产的DIGI-LAS系列产品是采用激光作为结构光,使用了自动化模块结构,可以方便地与焊接机器人进行通信,进行焊缝寻找与跟踪。最高焊接速度可达1 Om/min美国Worthington Industries公司生产的激光焊缝跟踪设备,定位精度小于O.lmm。 瑞典ASEA公司生产的Laser Track系列产品采用激光视觉,自动进行焊缝起始点寻找与跟踪。焊接速度为120mm/min,定位精度小于0.4mm。适用于对接、搭接、角接三种类型的焊缝。 英国Meta公司生产的焊枪一体式的Laser Pilot系列产品采用主动视觉技术,以激光作为结构光,用于焊接机器人进行焊缝寻找与跟踪。该产品的通用型较强,使用于多种焊缝类型,最高焊接速度可达巧耐min焊接的定位精度小于0.lmm此外,Meta公司生产的Scout系列激光焊缝跟踪系统,能够以 的定位精度,使得机器人沿着焊缝确定三维空间位置,且可以保持焊枪相对于焊缝表面的方向保持不变。如图1一3所示。 国内从20世纪70年代左右开始将视觉技术应用于焊接自动化上。80年代开始,随着闭环控制理论的成熟和激光器、摄像机、计算机等技术的进步,我国的基于视觉传感器的焊接系统逐步发展,技术也在逐步提高,研制出的产品性能较之80年代有了长足进步。 清华大学学者在焊接视觉跟踪系统中做了比较深入的研究,提出了一种特征向量的算法。将焊缝分段,对摄像机拍摄的焊缝图像进行处理,把不同区间的焊缝的灰度分布用特征向量来表示,用上一区间的特征向量来识别下一区间的特征向量,通过特征向量来提取焊缝,能判断各种类型的焊缝,准确度很高。近些年来,郑军、潘际奎院士又提出了基于粒子滤波的结构光实时焊缝跟踪技术。将结构光投射在焊缝上对焊缝进行处理,以此识别焊缝,再通过粒子滤波实现焊缝跟踪。实验的焊缝跟踪精度可达到0.5mm。