科创中国
基于复合3D视觉检测技术的智能焊接机器人系统及其应用
发布时间: 2022-10-01
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
发明专利,实用新型专利
行业领域：
高新技术改造传统产业
成果介绍
本项目针对粤港澳大湾区及我国的航空航天、新能源电池及汽车、高端装备制造、船舶及海洋装备等新兴产业对于高精度智能焊接加工技术的需要，将条纹投影3D测量技术和线结构光扫描3D测量技术各自的性能优势与焊接机器人相结合，开发具有智能感知、精准定位、自主执行、自适应反馈等全闭环智能化复合3D视觉焊接机器人系统，实现焊接在线检测加工一体化。
成果亮点
针对我国及粤港澳大湾区先进制造业对高质量智能焊接的技术需要，本项目提出通过复合3D机器视觉技术、无损检测技术和焊接机器人技术的结合，开发一套多维复合3D机器视觉焊接机器人测量加工一体化系统。系统技术优势主要体现在：
（1）实现了像素多尺度信息对制造环境下视觉传感信息的任务描述及特征获取，实现对机器人执行器的主动加工参数调整及加工轨迹自配置，推进加工产线的灵活性、智能化改造，提升产品的加工质量。
（2）采用多维视觉及机器人集群控制的深度学习算法，在人为加工参数、检测质量指标的强化下，不断约束完善机器视觉特征的提取及多维视觉信息的融合，促进系统的自学习优化，系统更加智能。
系统所采用多坐标复合标定技术、基于四元数法的点云立体匹配技术、在焊接过程中激光光条中心的快速稳健提取算法等方法，解决了复合3D视觉检测焊接加工一体化过程中的关键技术瓶颈，实现了真正意义上的全过程智能化焊接，提高了我国焊接机器人装备的智能化水平。
团队介绍
团队主要成员为5人，主要负责人黄扬，32岁，博士，中共党员，校聘副教授，硕士生导师。分别于2013年、2019年于华中科技大学材料科学与工程学院、华中科技大学机械科学与工程学院数字制造装备与技术国家重点实验室获学士和博士学位。2016年获国家留学基金委资助，选派至美国佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）机械工程系（***）公派留学。
具有丰富的科研经验，主要研究方向为机器视觉技术、先进制造工艺、加工过程智能传感等，攻读博士期间参与完成了国家重点基础研究“973”项目“高品质复杂零件智能制造基础研究”的子课题“加工过程中力-热-变形在线感知与多场重构”；并参与完成国家自然科学基金项目1项。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”绿色建材产业科技服务团 (中国空间科学学会) 评价时间：2022-10-09
陈雪
桂林电子科技大学
副教授
综合评价
该成果针对先进制造业对高质量智能焊接的技术需求，提出通过融合3D机器视觉技术、无损检测技术和焊接机器人技术，开发了多维复合3D机器视觉焊接机器人测量加工一体化系统。在高端智能制造行业有一定的引领性作用，技术创新性很强，且技术成熟，投资回报比较可靠，目标市场处于成长市场，但该市场很快会出现多种技术路线，产品竞争会很激烈。
总体而言，该项目技术思路方向很好，未来市场空间大，有利于当前政策要求，转化成熟度很高，值得支持推广。建议强化相关产品开发和应用，加大产业链开发力度。
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