[發(fā)明專利]一種焊接機(jī)器人焊接圓弧焊縫的平面三角擺焊方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610222344.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-11
• 公開（公告）號(hào): CN105834629B
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王正謙;宋方方
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京埃斯頓機(jī)器人工程有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/16
• 分類號(hào): B25J9/16
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 程化銘

1.一種焊接機(jī)器人焊接圓弧焊縫的平面三角擺焊方法，其步驟如下：

A、確定以下參數(shù)：焊接起點(diǎn)坐標(biāo)P_start(x_s,y_s,zs)、目標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)P_target(x_t,y_t,zt)(焊接終點(diǎn))、輔助點(diǎn)坐標(biāo)P_aux(x_a,ya,z_a)，該輔助點(diǎn)為焊接起點(diǎn)和終點(diǎn)間圓弧焊縫上任意一點(diǎn)；圓弧焊縫的圓心為O₀(x₀,y₀,z₀)、半徑為r；機(jī)器人基坐標(biāo)系原點(diǎn)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(jì)算焊接插補(bǔ)點(diǎn)P_i,i＝1,2…n,其中，奇數(shù)插補(bǔ)點(diǎn)在圓弧焊縫的外側(cè)，偶數(shù)插補(bǔ)點(diǎn)在圓弧焊縫的內(nèi)側(cè)：

a、由兩位置向量確定圓弧焊縫的焊接方向；

b、計(jì)算焊縫平面方向余弦值

設(shè)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(jì)算焊縫圓心角及單位插補(bǔ)角

由圓心及焊接起點(diǎn)、目標(biāo)點(diǎn)、輔助點(diǎn)得到三個(gè)位置向量設(shè)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；由向量的乘法公式得angSA、angAT、angST的值，則由angSA、angAT、angST獲得焊縫圓心角θ；

由設(shè)定的焊炬擺寬L、焊炬擺幅H及圓弧半徑r得到單位插補(bǔ)角θ₀；

d、求取焊縫焊接插補(bǔ)點(diǎn)P_i

根據(jù)焊縫圓心角θ和單位插補(bǔ)角θ₀，計(jì)算出焊接過程中焊炬擺動(dòng)次數(shù)n；

通過矩陣R左乘焊縫起點(diǎn)P_start坐標(biāo)得到中間插補(bǔ)點(diǎn)P_i′(x′,y′,z′)的坐標(biāo)值：

[x′,y′,z′,1]^T＝R[x_s,y_s,z_s,1]^T

其中：

$R=\left[\begin{array}{cccc}C+n_x^2(1-C)& n_x{n}_y(1-C)-n_{z}S& n_x{n}_z(1-C)-n_{y}S& x_0\\ n_x{n}_y(1-C)+n_{z}S& C+n_y^2(1-C)& n_y{n}_z(1-C)-n_{x}S& y_0\\ n_x{n}_z(1-C)-n_{y}S& n_y{n}_z(1-C)+n_{x}S& C+n_2^2(1-C)& z_0\\ 0& 0& 0& 1\end{array}\right]$

式中C為cosα_i，S為sinα_i，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(biāo)值；

設(shè)定內(nèi)側(cè)點(diǎn)比例系數(shù)l₁、內(nèi)側(cè)點(diǎn)比例系數(shù)l₂，由圓弧半徑r及擺幅H確定比例系數(shù)l₁、l₂值，其中l(wèi)₁＝(r+H)/r、l₂＝(r-H)/r；則