[發(fā)明專利]一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710763968.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107552923A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李維詩;吳旦夫;王文祥;于連棟;夏豪杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/12
• 分類號(hào): B23K9/12;B25J9/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃方法領(lǐng)域，具體是一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法。

背景技術(shù)

在采用對(duì)復(fù)雜零件進(jìn)行焊接時(shí)，為了保證焊接質(zhì)量，一般要求弧焊機(jī)器人連續(xù)焊接。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)焊接，弧焊機(jī)器人系統(tǒng)中一般采用兩軸變位機(jī)實(shí)現(xiàn)焊接過程中工件的位置、姿態(tài)變換，并采用八軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)控制六軸機(jī)器人及兩軸變位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)弧焊機(jī)器人按照規(guī)劃路徑進(jìn)行焊接的同時(shí)，保持焊槍和工件的相對(duì)姿態(tài)和相對(duì)速度以滿足焊接工藝的要求。

八軸焊接機(jī)器人系統(tǒng)價(jià)格昂貴，國(guó)內(nèi)很多企業(yè)采購(gòu)了六軸弧焊機(jī)器人并開發(fā)了變位機(jī)，但是由于控制系統(tǒng)仍為六軸系統(tǒng)，無法控制六軸機(jī)器人及兩軸變位機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。在焊接過程中，當(dāng)工件需要變換位置時(shí)，焊接機(jī)器人需要停止焊接，待變位機(jī)完成相應(yīng)的動(dòng)作后，再開始焊接，因此焊接過程不是連續(xù)的，焊接質(zhì)量無法保證。本方法提供一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，在現(xiàn)有六軸機(jī)器人及兩軸變位機(jī)的基礎(chǔ)上通過計(jì)算焊接路徑和變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速函數(shù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)焊接。

發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的是提供一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，在實(shí)現(xiàn)工件的連續(xù)焊接同時(shí)，保證焊槍和工件的相對(duì)姿態(tài)和相對(duì)速度大小不變，從而保證焊縫的焊接質(zhì)量。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）、將六軸弧焊機(jī)器人數(shù)模、待焊工件數(shù)模及變位機(jī)數(shù)模輸入到機(jī)器人仿真軟件中，在機(jī)器人仿真軟件中調(diào)整待焊工件及變位機(jī)的位置，使仿真軟件中六軸弧焊機(jī)器人、待焊工件、變位機(jī)位置與實(shí)際位置一致；

（2）、在機(jī)器人仿真軟件中交互提取待焊工件上待焊焊縫曲線及變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線并輸出待焊焊縫曲線和變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線數(shù)據(jù)文件；

（3）、設(shè)定六軸弧焊機(jī)器人中焊槍末端的運(yùn)動(dòng)速度曲線，根據(jù)待焊焊縫及變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線位置及焊槍末端與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，計(jì)算出變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線；

（4）、根據(jù)待焊焊縫及變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線位置、六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端的運(yùn)動(dòng)速度曲線、焊槍末端與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度、變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線，計(jì)算得到六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端運(yùn)動(dòng)軌跡；

（5）、根據(jù)六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端運(yùn)動(dòng)軌跡及對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度，基于機(jī)器人仿真軟件生成機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序，由機(jī)器人控制器按機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制程序控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)；

（6）、將變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線輸入變位機(jī)控制計(jì)算機(jī)，以控制變位機(jī)使變位機(jī)與機(jī)器人協(xié)同運(yùn)動(dòng)，對(duì)待焊工件進(jìn)行連續(xù)焊接。

所述的一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，其特征在于：所述變位機(jī)可以為兩軸變位機(jī)，但是在計(jì)算變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線及六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)，待焊工件數(shù)模只能繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)。

所述的一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，其特征在于：所述六軸弧焊機(jī)器人和變位機(jī)在沒有聯(lián)動(dòng)的條件下，利用設(shè)定的六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端的運(yùn)動(dòng)速度曲線、計(jì)算出的變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速曲線、六軸弧焊機(jī)器人焊槍末端運(yùn)動(dòng)軌跡，通過變位機(jī)控制計(jì)算機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)偽七軸聯(lián)動(dòng)的焊接效果，實(shí)現(xiàn)焊縫的連續(xù)焊接。

與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明在現(xiàn)有六軸機(jī)器人及兩軸變位機(jī)沒有聯(lián)動(dòng)的條件下，利用設(shè)定的焊接機(jī)器人焊槍末端的運(yùn)動(dòng)速度曲線以及計(jì)算出的變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)函數(shù)和焊接機(jī)器人焊槍末端運(yùn)動(dòng)軌跡，通過變位機(jī)控制計(jì)算機(jī)的控制，可以實(shí)現(xiàn)七軸聯(lián)動(dòng)的焊接效果，且在焊接過程中焊槍和工件的相對(duì)姿態(tài)和相對(duì)速度大小不變，保證焊縫的焊接質(zhì)量以及滿足焊接工藝的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

圖2為實(shí)施例中機(jī)器人焊槍末端的運(yùn)動(dòng)速度和變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速速度曲線示意圖，其中v為焊槍末端運(yùn)動(dòng)速度，初始速度與終止速度大小v_0皆為滿足焊接速度,ω為變位機(jī)轉(zhuǎn)速，變位機(jī)初始轉(zhuǎn)速與終止轉(zhuǎn)速皆為0。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種基于六軸弧焊機(jī)器人的偽七軸連續(xù)焊接方法，包括以下步驟：

（1）、將六軸弧焊機(jī)器人數(shù)模、待焊工件數(shù)模及變位機(jī)數(shù)模輸入到機(jī)器人仿真軟件中，在機(jī)器人仿真軟件中調(diào)整待焊工件及變位機(jī)的位置，使仿真軟件中六軸弧焊機(jī)器人、待焊工件、變位機(jī)位置與實(shí)際位置一致；

（2）、在機(jī)器人仿真軟件中交互提取待焊工件上待焊焊縫曲線及變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線并輸出待焊焊縫曲線和變位機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心線數(shù)據(jù)文件；