[發(fā)明專(zhuān)利]一種管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810830912.X
• 申請(qǐng)日: 2018-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108994418B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖秋慧;姚建沖;何建萍;王付鑫;付曉龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/00
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/00;B25J9/16;B23K9/32
• 代理公司: 上海唯智贏專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 31293
• 代理人: 姜曉艷;劉朵朵

1.一種管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一、按照設(shè)定安放規(guī)則，利用夾具將管-管工件固定在工作臺(tái)上，設(shè)置六軸弧焊機(jī)器人的焊槍與所述管-管工件的相貫線的空間位置；

步驟二、在工件坐標(biāo)系下，把相貫線按照弧長(zhǎng)等分原則劃分得到偶數(shù)個(gè)相貫線特征位置點(diǎn)，在六軸弧焊機(jī)器人坐標(biāo)系下，根據(jù)所述空間位置，確定對(duì)應(yīng)所述相貫線特征位置點(diǎn)的焊槍位置點(diǎn)；所述相貫線特征位置點(diǎn)包括相貫線的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)，共四個(gè)；

步驟三、利用MATLAB軟件擬合出與所述管-管工件的相貫線對(duì)應(yīng)的六軸弧焊機(jī)器人的焊槍姿態(tài)方程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法，其特征在于：所述空間位置設(shè)置為六軸弧焊機(jī)器人的焊槍中心軸線平分相貫線的焊縫角，且垂直于相貫線的焊縫所在切面，所述設(shè)定安放規(guī)則設(shè)置為將管-管工件的橫管水平放置，使其相貫線的開(kāi)口向上，再將管-管工件的豎管垂直放入所述開(kāi)口。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法，其特征在于：將所述相貫線特征位置點(diǎn)及其對(duì)應(yīng)的焊槍位置點(diǎn)等分成兩個(gè)部分，利用MATLAB軟件對(duì)兩個(gè)所述部分分別進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，獲得與所述管-管工件的相貫線對(duì)應(yīng)的六軸弧焊機(jī)器人的焊槍姿態(tài)方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟三中的利用MATLAB軟件擬合出與所述管-管工件的相貫線對(duì)應(yīng)的六軸弧焊機(jī)器人的焊槍姿態(tài)方程的方法包括：

步驟Ⅰ、以所述相貫線的兩個(gè)最低點(diǎn)為界，將所有所述相貫線特征位置點(diǎn)均分為二；

步驟Ⅱ、以其中一個(gè)最低點(diǎn)為起點(diǎn)，另一個(gè)最低點(diǎn)為終點(diǎn)，所述焊槍沿相貫線的軌跡從起點(diǎn)經(jīng)所述相貫線的一個(gè)最高點(diǎn)移動(dòng)到終點(diǎn)，再?gòu)慕K點(diǎn)經(jīng)所述相貫線的另一個(gè)最高點(diǎn)移動(dòng)到起點(diǎn)，結(jié)合所有的相貫線特征位置點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的焊槍位置點(diǎn)，利用如下方程式1進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，獲得常數(shù)系數(shù)a₀～a₉，

X_i＝a₀+a₁x+a₂x²+a₃y+a₄y²+a₅z+a₆z²+a₇xy+a₈xz+a₉yz (1)

其中，Xi表示所述六軸弧焊機(jī)器人的第i個(gè)軸的坐標(biāo)值，i＝1,2...6，x,y,z表示工件坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值；

步驟Ⅲ，將所述常數(shù)系數(shù)a₀～a₉代入所述方程式1，即可得到與所述管-管工件的相貫線對(duì)應(yīng)的六軸弧焊機(jī)器人的關(guān)于x、y、z的焊槍姿態(tài)方程。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管-管相貫線機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃方法，其特征在于：以所述橫管和豎管的軸向中心線的交點(diǎn)為原點(diǎn)，建立三軸的工件坐標(biāo)系，在所述工件坐標(biāo)系，相貫線的軌跡方程式表示為R₁,R₂分別表示橫管、豎管的外徑，執(zhí)行權(quán)利要求3所述的方法，擬合出Xi關(guān)于x的單值擬合曲線，如下方程式2所示，即為與所述管-管工件的相貫線對(duì)應(yīng)的六軸弧焊機(jī)器人的關(guān)于x的焊槍姿態(tài)方程

其中，Xi表示所述六軸弧焊機(jī)器人的第i個(gè)軸的坐標(biāo)值，i＝1,2...6，x表示工件坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)值。