[發明專利]基于平面的機器人三維尋位糾偏方法

有效

• 申請號: 201410472919.0
• 申請日: 2014-09-16
• 公開（公告）號: CN104227250A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 袁小云;劉劍輝
• 申請（專利權）人: 佛山市利迅達機器人系統有限公司
• 主分類號: B23K26/70
• 分類號: B23K26/70
• 代理公司: 中山市銘洋專利商標事務所(普通合伙) 44286
• 代理人: 鄒常友

技術領域

本發明涉及機器人技術，具體是涉及一種基于平面的機器人三維尋位糾偏方法，以及應用該糾偏方法的焊接機器人。?

背景技術

在焊接領域，激光焊接工藝對產品的定位精度有著較高要求。在焊接加工時，一般是通過產品外部邊緣進行定位的，而產品在成形過程中需經過沖壓、折彎等多道工序，不可避免地會產生累積誤差。因此，對產品進行激光焊接的時候，就需要對焊接路徑x軸、y軸方向以及z軸的旋轉角度進行糾偏。?

對此，現有的焊接機器人一般會設有尋邊機構，通過尋邊機構與產品邊緣的多次接觸而獲取位置坐標，再通過預設程序計算出偏差值，繼而自動調整焊縫位置。然而，現有技術方案通常僅能計算獲得x軸、y軸單一方向的偏差，而不能獲得z軸旋轉角度的偏差。?

發明內容

針對背景技術中提及的問題，本發明提出采用一種基于平面的機器人三維尋位糾偏方法及就應用該糾偏方法的焊接機器人，目的在于提供新穎的尋邊和計算方法以應對產品加工中所造成的偏差，正確糾正機器人焊接路徑在平面位置和旋轉角度的偏移，提高產品的焊接質量與合格率。本發明是通過如下技術方案實現的：?

一種基于平面的機器人三維尋位糾偏方法，包括如下步驟：?

1)在工件上定義工件坐標系，并定義基于所述工件坐標系的用戶坐標系；?

2)沿所述工件坐標系XY平面的X軸方向，間隔相同距離獲取兩個坐標點值(X1，Y1)和(X2，Y2)；沿所述工件坐標系XY平面的Y軸方向，間隔相同距離獲取兩個坐標點值(X3，Y3)和(X4，Y4)；?

3)利用上述坐標點值中的兩個，根據反正切三角函數ATan計算出基于工件坐標系的偏移角度A；?

4)利用上述坐標點值，根據直線方程求解基于工件坐標系的X軸偏移量△X與Y軸偏移量△Y；?

直線K1的方程是，K1＝(Y1-Y2)/(X1-X2)；?

直線K2的方程是，K2＝(Y3-Y4)/(X3-X4)；?

X軸偏移量，△X＝(K1*X1-K2*X3-Y1)/(K1-K2)；?

Y軸偏移量，△Y＝Y1+(△X-X1)*K1；?

5)將上述偏移角度A轉換成可供機器識別的姿態四元數，再將該姿態四元數、X軸偏移量△X和Y軸偏移量△Y賦值至所述用戶坐標，以實現機器人的姿態調整。?

進一步的，所述偏移角度A的計算為?

A＝-(arctan((X4-X3)/(Y4-Y3)))或?

A＝-(arctan((X2-X1)/(Y2-Y1)))。?

進一步的，所述姿態四元數的轉換通過機器人編譯工具中的OrientZYX函數實現。?

本發明還對應提出一種基于上述三維尋位糾偏方法的焊接機器人，其包括一具有尋邊探頭的機械臂，所述尋邊探頭包括彈簧、探針以及與焊槍連接的固定支架；所述探針通過導線與機器人的I/O模塊連接，該導線上串聯有繼電器。?

附圖說明

圖1為三維尋邊糾偏方法的流程圖。?

圖2為焊接實例中坐標建立示意圖。?

圖3為坐標系偏角A示意圖。?

圖4為焊接機器人及焊接實例示意圖。?

具體實施方式

如下結合附圖，對本申請方案作進一步描述：?

如圖1-4所示，一種基于平面的機器人三維尋位糾偏方法，包括如下步驟：?

S01：在工件上定義工件坐標系wobjA，并定義基于所述工件坐標系wobjA的用戶坐標系wobjB；?

SO2：沿所述工件坐標系wobjA的XY平面的X軸方向，間隔相同距離獲取兩個坐標點值P1(X1，Y1)和P2(X2，Y2)；?

S03：沿所述工件坐標系wobjA的XY平面的Y軸方向，間隔相同距離獲取兩個坐標點值P3(X3，Y3)和P4(X4，Y4)；?

S04：利用上述坐標點值中的兩個，根據反正切三角函數ATan計算出基于工件坐標系wobjA的偏移角度A；本實施例中取坐標點值P3(X3，Y3)和P4(X4，Y4)進行計算，A＝-(arctan((X4-X3)/(Y4-Y3)))；?

S05：利用上述坐標點值P1(X1，Y1)、P2(X2，Y2)、P3(X3，Y3)和P4(X4，Y4)，根據直線方程求解基于工件坐標系的X軸偏移量△X與Y軸偏移量△Y；?

直線K1的方程是，K1＝(Y1-Y2)/(X1-X2)；?

直線K2的方程是，K2＝(Y3-Y4)/(X3-X4)；?