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随着工业化的不断发展和进步,焊接自动化与焊接机器人的使用越来越成为工业生产中的重要组成部分,由于面对的工作任务不断复杂化,单体的6轴弧焊机器人已经不能够完成类似于正交管这样的复杂的空间曲线焊缝的焊接。为了提高焊接机器人的使用效率,完善机器人对空间曲线焊缝的适应性,则需要控制焊接作业中焊枪的行走姿态与待焊工件的焊缝位置。一般来说,焊接机器人所行走的路径与轨迹完全由其本身的关节旋转轴来实现,但在运动过程中焊接机器人的关节由于受到自身机构的影响而产生一定的局限性,很多复杂的空间曲线焊缝机器人很难实现。所以本论文在研究单体焊接机器人的基础上,为机器人配置了一套焊接变位机系统,通过数学科学的计算推导,采用矩阵中的齐次坐标转换的方法,对焊接机器人与焊接变位机的运动轨迹进行协同控制研究。并在系统离线编程下对焊缝轨迹进行自动提取并进行跟踪,使焊接机器人与焊接变位机能够协同运动,完成空间复杂曲线焊缝的焊接。本论文设计了以新松SR10焊接机器人与焊接变位机为主体,图像提取与处理系统为辅的正交管自动化焊接系统。首先对焊接机器人及与其协同的变位机控制系统进行了设计,充分的阐述了控制系统内的开发环境与数据结构控制,对焊接机器人与变位机进行了路径规划进行设计,通过视觉传感技术使路径规划得以完善。将焊接机器人与焊接变位机及其他部分中的坐标系一并转换到焊接接坐标系中,基于solidworks将焊接工件为自动化焊接系统创建焊接结构模型,SIASUNRobotStudio环境下进行焊缝轨迹提取与正交管实验仿真,并且通过数学方法运用齐次坐标方程的变换对焊接机器人与变位机运动关系进行描述,得到相互转换的控制方法。提出了机器人自适应焊接技术,通过视觉传感技术,利用CMOS传感器对含有激光图线的焊缝图像进行采集,在Halcon软件下进行编程,可以获得增强的焊缝轨迹基本轮廓,实现从实验焊缝起始点终结点的检测以及焊接过程中焊缝的跟踪,进而完成正交管焊缝的自动化焊接。