| 摘要 | 第4-8页 |
| ABSTRACT | 第8-12页 |
| 第一章 绪论 | 第16-35页 |
| 1.1 引言 | 第16页 |
| 1.2 焊接机器人视觉传感技术及其研究现状 | 第16-29页 |
| 1.2.1 机器人焊缝识别与路径规划 | 第18-21页 |
| 1.2.2 机器人焊缝跟踪技术 | 第21-25页 |
| 1.2.3 机器人焊接过程控制技术 | 第25-29页 |
| 1.3 被动视觉技术特征及其在各种焊接方法中的应用 | 第29-32页 |
| 1.4 研究意义 | 第32-33页 |
| 1.5 本课题研究内容 | 第33-35页 |
| 第二章 铝合金弧焊机器人焊接系统构成 | 第35-55页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 基于视觉的弧焊机器人焊接系统结构 | 第35-40页 |
| 2.2.1 弧焊机器人实时焊缝跟踪系统 | 第38-39页 |
| 2.2.2 弧焊机器人焊缝成形控制系统 | 第39-40页 |
| 2.3 被动视觉在方波交流GTAW 铝合金焊接中的应用难题 | 第40-43页 |
| 2.4 视觉传感系统 | 第43-51页 |
| 2.4.1 视觉传感器的构成 | 第43-44页 |
| 2.4.2 双层滤波系统 | 第44-47页 |
| 2.4.3 视觉传感系统的标定 | 第47-51页 |
| 2.5 铝合金焊接熔池和焊缝特征参数的定义 | 第51页 |
| 2.6 弧焊机器人焊接系统软件控制 | 第51-54页 |
| 2.7 本章小节 | 第54-55页 |
| 第三章 铝合金方波交流GTAW 焊接图像信息获取 | 第55-76页 |
| 3.1 引言 | 第55页 |
| 3.2 同时获取弧柱和焊缝信息的“双窗口”图像处理方法 | 第55-56页 |
| 3.3 WINDOW1 图像处理算法 | 第56-65页 |
| 3.3.1 图像预处理 | 第56-58页 |
| 3.3.2 图像边缘检测及提取 | 第58-60页 |
| 3.3.3 适应焊接环境光强变化的自动阈值分割技术 | 第60-62页 |
| 3.3.4 图像骨架细化与去除枝条 | 第62-63页 |
| 3.3.5 边缘识别 | 第63页 |
| 3.3.6 曲线拟合 | 第63-64页 |
| 3.3.7 window1 完整的图像处理流程 | 第64-65页 |
| 3.4 WINDOW2 图像处理 | 第65-66页 |
| 3.5 特征参数提取 | 第66-68页 |
| 3.5.1 熔池中心和熔池宽度计算 | 第66-67页 |
| 3.5.2 焊枪与焊缝的偏差和焊缝间隙计算 | 第67-68页 |
| 3.6 图像处理算法精度和适应性验证 | 第68-75页 |
| 3.6.1 精度验证 | 第68-70页 |
| 3.6.2 变焊接电流的焊接图像 | 第70-71页 |
| 3.6.3 法兰盘曲线焊缝的图像处理 | 第71-74页 |
| 3.6.4 图像处理效率和实用性 | 第74-75页 |
| 3.7 本章小节 | 第75-76页 |
| 第四章 铝合金弧焊机器人实时焊缝跟踪技术研究 | 第76-91页 |
| 4.1 引言 | 第76页 |
| 4.2 弧焊机器人的视觉焊缝跟踪方法 | 第76-79页 |
| 4.3 弧焊机器人焊缝跟踪控制器设计 | 第79-87页 |
| 4.3.1 弧焊机器人实时纠偏运动规律 | 第79-80页 |
| 4.3.2 纠偏运动规律验证 | 第80-81页 |
| 4.3.3 分段式自适应PID 跟踪控制器设计 | 第81-87页 |
| 4.4 弧焊机器人分段式自适应PID 跟踪控制器验证 | 第87-89页 |
| 4.5 弧焊机器人跟踪算法在计算机中实现 | 第89-90页 |
| 4.6 本章小节 | 第90-91页 |
| 第五章 铝合金弧焊机器人焊缝成形控制方法 | 第91-108页 |
| 5.1 引言 | 第91页 |
| 5.2 焊缝成形控制输入输出变量的选择 | 第91-93页 |
| 5.3 铝合金方波交流GTAW 平板对接余高动态过程预估模型 | 第93-100页 |
| 5.3.1 余高预估模型原理 | 第93-96页 |
| 5.3.2 余高预估模型实现 | 第96-98页 |
| 5.3.3 余高预估模型验证 | 第98-100页 |
| 5.4 弧焊机器人送丝速度控制器设计 | 第100-103页 |
| 5.4.1 送丝速度前馈控制器设计 | 第101-102页 |
| 5.4.2 基于余高预估模型的送丝速度闭环控制器设计 | 第102-103页 |
| 5.5 弧焊机器人焊接电流模糊控制器设计 | 第103-105页 |
| 5.6 弧焊机器人焊缝成形控制器在计算机中实现 | 第105-107页 |
| 5.7 本章小节 | 第107-108页 |
| 第六章 铝合金弧焊机器人实时焊缝跟踪和成形控制试验分析 | 第108-131页 |
| 6.1 引言 | 第108页 |
| 6.2 试验设备和条件 | 第108-111页 |
| 6.3 弧焊机器人实时焊缝跟踪控制试验 | 第111-116页 |
| 6.3.1 直线焊缝跟踪试验 | 第111-114页 |
| 6.3.2 法兰与瓜瓣环缝跟踪试验 | 第114-116页 |
| 6.4 弧焊机器人焊缝成形控制试验 | 第116-123页 |
| 6.4.1 恒规范焊接试验 | 第116-118页 |
| 6.4.2 不同送丝速度控制器对比 | 第118-119页 |
| 6.4.3 平板对接和法兰与瓜瓣对接焊缝成形控制试验 | 第119-123页 |
| 6.5 弧焊机器人实时焊缝跟踪与成形控制焊接系统应用 | 第123-129页 |
| 6.5.1 弧焊机器人实际应用中存在的问题 | 第124页 |
| 6.5.2 瓜瓣模拟件焊接应用 | 第124-127页 |
| 6.5.3 贮箱箱底法兰与瓜瓣环缝焊接应用 | 第127-129页 |
| 6.6 本章小节 | 第129-131页 |
| 第七章 结论与研究展望 | 第131-134页 |
| 本文创新点 | 第134-135页 |
| 参考文献 | 第135-143页 |
| 攻读博士学位期间发表及待发表的论文和专利 | 第143-145页 |
| 致谢 | 第145-147页 |
