[發(fā)明專利]一種焊縫自動跟蹤方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010159059.7
• 申請日: 2010-04-27
• 公開（公告）號: CN101829835A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 趙東標;陸永華;劉凱
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種焊縫自動跟蹤方法，其特征在于：

使用安裝有力覺傳感器的探測機構持續(xù)獲取焊縫對探測機構的反作用力信息；通過力覺傳感器及數(shù)據(jù)采集裝置將得到的反作用力信息傳送給計算機；計算機根據(jù)得到的反作用力信息計算出探測機構的運動方向并控制探測機構沿計算出的運動方向前進；探測機構運動軌跡即為焊縫的實際分布情況，計算機控制位于探測機構后方的焊槍沿所述運動軌跡前進并進行焊接；

其中所述根據(jù)得到的反作用力信息計算出探測機構的運動方向是按以下步驟實現(xiàn)：

A、通過下述公式計算第n個采樣點的空間位置坐標x_n、y_n、z_n，n＝1，2，3……N，其中N表示整個跟蹤過程的采樣點數(shù)：

x_n＝f(a₁F₁，a₂F₂，.....，a_iF_i)

y_n＝f(b₁F₁，b₂F₂，.....，b_iF_i)

z_n＝f(c₁F₁，c₂F₂，.....，c_iF_i)

公式中，i＝1，2……I，其中I為力覺傳感器能夠檢測力信息的維度數(shù)，例如，六維力覺傳感器中I＝6，F(xiàn)_i表示第i維力分量，a_i，b_i，c_i分別表示第i維力在x、y、z方向分量的權系數(shù)；

B、同理計算第n+1個采樣點的空間位置坐標x_n+1、y_n+1、z_n+1；

C、求取第n個采樣點至第n+1個采樣點之間的位移分量Δx_n、Δy_n、Δz_n：

Δx_n＝x_n+1-x_n

Δy_n＝y(tǒng)_n+1-y_n+1

Δz_n＝z_n+1-z_n

所得位移分量Δx_n、Δy_n、Δz_n即構成探測機構在第n個采樣點的運動方向，N-1個位移分量一起即構成探測機構的運動軌跡。

2.一種實現(xiàn)如權利要求1所述焊縫自動跟蹤方法的裝置，其特征在于：包括：

安裝有力覺傳感器(103)的探測機構、數(shù)據(jù)采集裝置(104)、計算機(105)、多自由度機械臂(108)；所述安裝有力覺傳感器(103)的探測機構通過力覺傳感器(103)固定在所述多自由度機械臂(108)前端；所述多自由度機械臂(108)與計算機(105)連接并受計算機(105控制；所述探測機構中的力覺傳感器(103)通過數(shù)據(jù)采集裝置(104)與計算機(105)連接并發(fā)送信息。

3.如權利要求2所述的焊縫自動跟蹤方法的裝置，其特征在于：所述安裝有力覺傳感器(103)的探測機構由跟蹤探針(101)、探針夾具(102)以及力覺傳感器(103)構成；其中跟蹤探針(101)與探針夾具(102)之間剛性連接，探針夾具(102)與力覺傳感器(103)之間剛性連接。

4.如權利要求2或3所述的焊縫自動跟蹤方法的裝置，其特征在于：所述力覺傳感器(103)是六維力覺傳感器。

5.如權利要求2或3所述的焊縫自動跟蹤方法的裝置，其特征在于：所述多自由度機械臂(108)是三自由度機械臂。

6.如權利要求3所述的焊縫自動跟蹤方法的裝置，其特征在于：所述跟蹤探針(101)可根據(jù)焊縫寬度選用相應尺寸；所述探針夾具(102)可與各種尺寸的跟蹤探針(101)剛性連接。