机床与液压

作者：陈彬，方杰，彭伊丽，肖昊远，华晖

单位：复杂零部件智能检测与识别湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；复杂零部件智能检测与识别湖北省工程研究中心；武汉工程大学机电工程学院；武汉工程大学机电工程学院；黄石久丰智能机电有限公司；湖北三丰小松物流技术有限公司

关键词：机器人焊接;视觉伺服控制;约束性能

基金：复杂零部件智能检测与识别湖北省工程研究中心开放课题项目（IDICP-KF-2024-12）；武汉工程大学自然科学基金项目（K2024017）；湖北省科技人才服务企业项目（2024DJC035）；黄石市揭榜制科技项目（2023A004）

针对机器人在焊接空间曲线焊缝过程中传统伺服视觉控制系统伺服精度低、收敛速度慢、控制效率低等问题，提出一种基于约束性能的图像视觉伺服控制方法，用于压力容器管道相贯线焊缝的机器人焊接研究。搭建眼在手上的机器人图像视觉伺服系统，构建图像雅可比矩阵理论模型。设计基于约束性能的IBVS控制方案，在可见性约束FOV下，通过选择适当性能函数参数来调整瞬态和稳态响应，使图像特征误差逐渐趋于0。同时，通过交互矩阵确定特征坐标和相机运动之间的关系，实现图像视觉伺服控制。最后，搭建机器人焊接仿真与实验平台进行验证。结果表明： X和Y向最大绝对误差值为0.400 mm， Z向最大绝对误差为0.250 mm；交叉管道焊缝的平均绝对误差 E=0.339 mm，最大绝对误差 E max=0.570 mm，满足实际焊接中精度1 mm的生产需求；较传统IBVS控制，所提视觉伺服控制系统具有更平滑的空间轨迹、更快的收敛速度和更优的综合性能，验证了所提方法的可行性和有效性。

来源：2025年第15期

《机床与液压》期刊编辑部

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