[发明专利]基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法

权利要求书

1.一种基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.轨迹检测；系统初始化后，焊缝横向扫描轴启动，通过激光精密位移传感器实时检测平板对接焊缝的横截面轮廓，并不断沿焊缝方向进给；将检测到的焊缝轮廓信息数据传送到工控机，对采集数据进行滤波、存储；

B.轨迹识别；通过工控机对数字信号进行处理，提取焊缝轮廓的信息，同时进行焊缝的三维重建，并根据三维重建信息，获得当前焊缝的宽度、横截面积的参数信息；根据已获得的上述信息进一步提取焊缝的特征点，根据动态B样条拟合算法获得焊接轨迹曲线表达式；

C.轨迹控制；通过工控机根据检测获得的焊缝轨迹曲线位置，以轨迹数据为基础，对轨迹进行插补运算，对各坐标轴进行实时联动控制；

D.最后通过执行机构动作来调节焊枪与焊缝之间的相对位置关系，即用电机带动水平轴和升降轴丝杠做上下调节，沿焊缝方向的进给轴要调整进给速度的变化，从而达到焊缝跟踪的目的；在整个系统运行过程中，对焊缝轮廓信息、焊接电压和电流实时显示，并存入经验参数数据库，实现同种工件批量焊接的自动控制。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法，其特征在于：所述步骤A中激光位移传感器安装于焊缝横向扫描轴上；焊缝横向扫描轴由直线电机驱动，在待焊焊缝的上方做横向往复运动。

3.根据权利要求1所述的基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法，其特征在于：所述步骤A中的焊缝横向扫描机构采用与焊枪运动控制机构分离设计，系统启动时，焊缝横向扫描机构先于焊枪运动控制机构启动，从焊缝起点开始扫描，以便获取焊缝起点附近的信息，之后焊枪运动控制机构启动，这两者之间的启动延迟时间为可调的。

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法，其特征在于：所述步骤A中在对焊缝轮廓检测数据处理过程中，采用对焊缝边缘区域进行识别划分，并对边缘区域实现不同性质的滤波处理方法。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距的平板对接焊缝焊接轨迹检测与控制方法，其特征在于：所述步骤B中对焊接轨迹的在线动态拟合过程中，采用了分批重叠读入型值点，并采用准均匀B样条拟合的方法得到分段B样条曲线，在整个边检测边焊接进行过程中实现焊接轨迹的整体准均匀B样条的性质。