[發明專利]一種針對容器焊縫檢查機械手運動的控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201310703645.7
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103707304A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 趙杰;李戈;黃曉鋒;文斌;閆繼宏;何秀權;樊繼壯
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;中核武漢核電運行技術股份有限公司
• 主分類號: B25J13/00
• 分類號: B25J13/00;B23K31/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

1.一種針對容器焊縫檢查機械手運動的控制系統，其特征在于檢查機運動控制系統包括：

檢查機運動控制系統由人機交互子系統、電源管理子系統、運動控制子系統與機械手子系統組成；

其中，所述電源管理子系統為人機交互子系統與運動控制子系統供電，所述運動控制子系統通過電源線、數據線和控制信號線集成的電纜與機械手子系統相連，機械手子系包括機械手，所述機械手通過數據線向運動控制子系統傳輸電機旋變反饋的數據，所述運動控制子系統通過控制信號線向機械手內的電機傳輸發出的旋轉角度對應的電流；所述運動控制子系統通過光纖網絡與人機交互子系統相連。

2.應用權利要求1的控制系統的針對容器焊縫檢查機械手運動的控制方法，其特征在于一種針對容器焊縫檢查機械手運動的控制方法包括以下內容：

規劃設計5種檢查軌跡：筒體焊縫檢查軌跡、接管焊縫檢查軌跡、交貫面焊縫檢查軌跡、交管圓角焊縫檢查軌跡以及底封頭焊縫檢查軌跡，然后通過這5種軌跡生成容器焊縫處機械手的運動軌跡，人機交互子系統根據所述運動軌跡上的致密的運動點通過所述的運動控制子系統控制機械手完成檢測任務。

3.根據權利要求2所述的一種針對容器焊縫檢查機械手運動的控制方法，其特征在于所述筒體焊縫檢查軌跡包括周向檢查軌跡與徑向檢查軌跡；

其中，所述筒體焊縫檢查軌跡公式為：

S_i=Trans(0,0,R_i)Rot(z,θ_i)Trans(0,E_R,0)Rot(x,F_A·A_T)；

上述公式展開為：

Si=10000100001-Ri0001cos(-90-θi)-sin(-90-θi)00sin(-90-θi)cos(-90-θi)00001000011000010ER001000011000cos(FA·AT)-sin(FA·AT)0sin(FA·AT)cos(FA·AT)000]]>

上述公式為筒體焊縫周向檢查軌跡時，其中，所述的參數θ_i=S_AL+△_A·sign_i·(i%N_S)，S_AL=(C_S+C_E+sign_i×(C_S-C_E))/2，

以上參數帶入上式S_i的計算公式并展開可得，筒體周向檢查軌自動規劃路徑的第i個插補點的機械手末端的位置和姿態：

上述公式為筒體焊縫徑向檢查軌跡時，其中，所述的參數R_i=S_AL+△_L·sign_i·(i%N_S)，S_AL=(E_T+E_B+sign_i×(E_T-E_B))/2，

以上參數帶入上式S_i的計算公式并展開可得，筒體徑向檢查軌跡自動規劃路徑的第i個插補點的機械手末端的位置和姿態：

其中，△_A為調整后的基本步進角度，E_R為掃查（筒體）半徑，F_A為檢測時掃查區域是否存在傾斜角，當區域存在傾斜FA取1值，當區域不存在傾斜FA取0值，A_T為檢測時掃查區域的傾斜角度，E_T為檢測區域的起始長度；S_I為自動規劃路徑的步進長度，N_S為單周軌跡插補點總個數，C_S為檢測區域的起始角度，C_E為檢測區域的終止角度，為向下取整運算，||為取絕對值運算，%取余數運算。