焊接是汽车生产的一个重要环节,汽车上数以千计的焊点对车身的刚度、安全性能、承载能力及舒适性起着决定性作用,但是由于焊接电极磨损、板料表面附有污垢等多种原因,车身焊点质量常常受到影响,因此为了保证汽车车身性能,在汽车生产的过程中必须对焊点质量进行检测。

当前车身焊点质量检测方法的自动化、智能化水平比较低,已无法适应汽车生产的需要,这一局面迫切需要改变。本文将机器人技术引入车身焊点质量检测领域,与先进的超声波焊点检测质量方法相结合,可以在保证检测准确性的同时大大提高车身焊点质量检测的自动化、智能化水平。将机器人技术运用于车身焊点质量检测的过程中,车身焊点的定位是关键的一步。因此,本文将车身焊点质量检测机器人的视觉定位系统作为研究的几个重点。

⑴构建机器人系统平台,机器人本体选用日本安川公司的MOTOMAN-MH12型机器人,以以太网作为机器人系统间的通信方式;搭建了机器人系统软件架构。

⑵根据车身焊点外缘轮廓近似成圆形的特点,提出将得到车身焊点外缘轮廓中心世界坐标系坐标作为车身焊点质量检测机器人的视觉定位任务,并提出了相关设计要求。分析了现有视觉定位方式的优缺点,参照实际工程应用需求,决定采用基于位置的单目eye-in-hand视觉定位方式,搭建视觉定位系统平台。

⑶根据搭建的视觉定位系统平台建立了视觉定位模型,并分析了模型内各个坐标系之间的关系。在建立的模型的基础上,提出了基于机械臂末端的单目立体视觉三维重建方法;分析了视觉定位所需的摄像机内外参数及确定这些参数的方法;通过图像处理提取出了在三维重建过程中需要的焊点中心像素坐标。

⑷根据已构建的视觉平台及确定的视觉定位方法,在Windows操作系统下,利用VC++6.0开发环境完成了系统软件设计,通过相关实验,验证了系统的准确性、可行性,符合设计要求。

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