[發(fā)明專利]一種焊接機器人焊接圓弧焊縫的空間三角擺焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610219466.X
• 申請日: 2016-04-11
• 公開（公告）號: CN105665878B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 王正謙;宋方方;敬淑義
• 申請（專利權）人: 南京埃斯頓機器人工程有限公司
• 主分類號: B23K9/022
• 分類號: B23K9/022;B23K9/028;B23K9/095;B23K101/18
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所32237
• 代理人: 程化銘

1.一種焊接機器人焊接圓弧焊縫的空間三角擺焊方法，其步驟如下：

A、確定以下參數(shù)：焊接起點坐標P_start(x_s,y_s,z_s)、目標點坐標P_target(x_t,y_t,z_t)(焊接終點)、輔助點坐標P_aux(x_a,y_a,z_a)，該輔助點為焊接起點和終點間圓弧焊縫上任意一點；輔助點坐標P_aux1(x_a1,y_a1,z_a1)，該輔助點為圓柱體外表面上的任意一點，圓弧焊縫的圓心為O₀(x₀,y₀,z₀)、半徑為r；機器人基坐標系原點為O(0,0,0)；焊炬擺幅H、焊炬擺寬L；

B、根據(jù)擺幅和擺寬計算焊接插補點P_i,i＝1,2…n,其中，奇數(shù)插補點在平面板材上，偶數(shù)插補點在圓柱體外表面上：

a、由兩位置向量確定圓弧焊縫的焊接方向；

b、計算焊縫平面方向余弦值

設定焊接所在平面為M，n_x,n_y,n_z為焊縫平面方向余弦值；由M上的任意兩向量叉乘可以得到其法向量，將法向量單位化后得到

c、計算焊縫圓心角及單位插補角

由圓心及焊接起點、目標點、輔助點得到三個位置向量設angSA為向量與向量夾角，angAT為向量與向量夾角，angST為向量與向量夾角；由向量的乘法公式可以獲得angSA、angAT、angST的值，則由angSA、angAT、angST獲得焊縫圓心角θ；

由設定的焊炬擺寬L、焊炬擺幅H及圓弧半徑r得到單位插補角θ₀；

d、求取焊縫焊接插補點P_i

根據(jù)焊縫圓心角θ和單位插補角θ₀，計算出焊接過程中焊炬擺動次數(shù)n；

通過矩陣R左乘焊縫起點P_start坐標得到中間插補點P_i′(x′,y′,z′)的坐標值：

[x′,y′,z′,1]^T＝R[x_s,y_s,z_s,1]^T

其中：

式中C為cosα_i，S為sinα_i，α_i為圓心O₀的單位法向量旋轉(zhuǎn)插補角，n_x、n_y、n_z為單位法向量的方向余弦值，x₀、y₀、z₀為圓心O₀的坐標值；

平面板材上的焊縫焊接插補點由下式獲得：

其中：比例系數(shù)l₁，由圓弧半徑r及擺幅H確定，l₁＝(r+H)/r；

圓柱體上的焊縫焊接插補點由下式獲得：

其中，k為方向系數(shù)，由位置向量和法向量的關系確定：

其中，簡寫為簡寫為則