基于机器视觉与力控的发动机弯管焊缝自动化打磨系统研究

来源：机械与电子杂志2024年第02期北京时间：

作者：黄钰;陆永华;官文超;刘京京;杨海波

单位：1. 南京航空航天大学机电学院,江苏 南京 210016 ;

摘要：某系列尺寸不一的弯管由 2 部分在中间对焊而成,目前多采用人工方式进行弯管内壁焊缝的打磨,存在打磨质量与标准不一、效率低和劳动强度大等问题。为此,设计并实现了一种基于机器视觉技术和力控的发动机弯管焊缝自动化打磨系统。利用工业相机模组正对弯管两侧端面并拍摄图像,经图像处理算法处理计算得到弯管两侧端面焊缝起始位置坐标。机械臂根据该坐标调整打磨轨迹并搭载浮动主轴,保持打磨力的恒定并对焊缝不规则区域进行补偿,实现基于位置控制和力控的打磨自适应调整。试验结果表明,系统整体打磨合格率为 96.03% ,相比人工打磨效率提升 95.90% 。系统可以在较少人工的参与和干预下完成弯管焊缝的自动化打磨,具有良好的稳定性和使用柔性,并且允许弯管存在一定的变形。

关键词：焊缝打磨;机器视觉;机械臂;力控

基金资助：国家自然科学基金资助项目( 51975293 );航空科学基金项目( 2019ZD052010 )作者简介:黄 钰 ( 1999- ),男,江西宜春人,硕士研究生,研究方向为计算机辅助测试与控制;陆永华 ( 1977- ),男,江苏南通人,博士,教授,博士研究生导师,研究方向为智能测量与控制、机器视觉、机器人技术等。