基于深度传感器实现自动焊接路径规划的系统

基于深度传感器实现自动焊接路径规划的系统

Thorsten Gecks et al. Robotics; Proceedings of ROBOTIK 2012; 7th German Conference.

编译：李伟

提出一种人-机合作式焊接系统（图1）。该焊接系统可使操作员快速向机器指定未知形状工件的焊接任务而不必进行繁琐的机器人运动路径规划。该系统包括KUKA KR16-2机器人、激光扫描仪、Kinect摄像头、加工平台、工件及用户操作界面。

人-机合作式焊接系统工作时可以识别焊接工件粗略几何形状,交互式精确扫描焊缝区域,自动优化路径规划。首先旋转、倾斜操作平台,在操作平台坐标系上定义一个虚拟半球,静态Kinect摄像头可获得从球面任意法线方向拍摄的工件图像,从近乎垂直的角度采样工件所有表面,以避免传感器发出的信号被工件表面反射后无法采集。坐标系中定义边长800mm的正方体,在每个坐标方向上细分128个子单元。将每个子单元的中心转化至摄像头坐标系,通过与深度传感器测量的数据对比,确定代表工件形状的有效网格,在虚拟空间中产生工件模型。然后,用户可指定模型的精细扫描区,采用精度为0.1mm的激光扫描仪精确扫描该区域以确定焊缝位置。通过具有路径优化功能的双向RRT规划器进行焊接路径规划,确定焊接工序。

人-机合作式焊接系统主要用于小批量规模生产的半自动交互式焊接过程。焊接试验表明,利用标准激光扫描仪可获得高分辨率精细扫描结果,并实现焊接路径的自动规划。