摘要
如今，智能化、精准化等成为现代制造业的发展趋势。焊接机器人作为一种稳定、高效的自动化设备，不可避免地成为了现代制造业不可或缺的重要工具。 本文旨在探讨一种利用相机作为感知单元，来定位焊接机器人的初始焊枪位姿（位置与姿态）的新方法，为确保焊枪能够从远处逐渐接近，并精确对准焊接目标提供依据。具体内容简述如下： 首先，进行焊枪位姿粗定位，即在远距离对焊接起始点进行三维坐标估计，为机器人及其所配焊枪靠近焊接目标提供参考。算法利用结构光深度相机获取焊接场景点云，并通过一系列算法处理场景点云，提取直角焊缝并估计起始焊接点坐标。 随后，由于在焊缝成形过程中，精确的焊接角度和干伸长对避免焊缝缺陷至关重要，因此在焊枪靠近焊接目标后，需要对焊枪位姿进行精定位。估计焊枪工作角度的算法基于 AAE。采用 YOLOv8 作为目标检测模块裁剪焊枪图像。通过合成多角度焊枪姿态图像并增强，训练网络生成码书，匹配 YOLOv8 裁剪的图像，输出焊枪旋转矩阵和所估计的焊枪工作角度。 在调整了焊枪角度后，估计焊接干伸长。即利用焊枪图像定位焊枪轴线所在的直线，并利用该直线定位待焊接点和焊枪末端点。最后将上述两关键点的像素坐标转化为相机坐标系的三维坐标，计算它们之间的距离，间接求得初始干伸长。 经过如上步骤，算法为机器人调整到最佳焊接位置提供依据。实验结果表明，本文所述算法具有良好的可行性，满足实验要求，为移动焊接机器人的后续焊接工作奠定了基础。
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