[發明專利]基于激光測距的焊接機器人焊點位置示教方法

在審

• 申請號: 201810963722.5
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109014677A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 徐兵;陳信宇
• 申請（專利權）人: 蘇州新代數控設備有限公司
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B25J9/22
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種基于激光測距的焊接機器人焊點位置示教方法，其包括以下步驟：1)提供一含有振鏡的激光焊接頭、同軸設置的激光測距傳感器；2)振鏡移動至焊接示教的目標點位，并記錄此時振鏡的位置坐標(X₁，Y₁，Z₁)；3)激光測距傳感器測量得到振鏡與工件表面的距離L₁；4)計算L₁與振鏡焦距的差值ΔL＝L?L₁，L為振鏡焦距；5)計算補償后的點位填入示教點，補償后振鏡的坐標位置為(X₂，Y₂，Z₂)，其中；其中，(α，β，γ)為振鏡平面法向量；6)重復步驟2?5，直至完成所有的點位示教。本發明采用激光測距傳感器，量測振鏡到工件表面的距離并自動完成對焦距的補償，提升了焊接質量。

【技術領域】

本發明屬于焊接機器人技術領域，特別是涉及一種基于激光測距的焊接機器人焊點位置焦距自動補償示教方法。

【背景技術】

隨著傳統手工焊人工成本的逐步增加以及對焊接工藝需求的逐步提高，機器人焊接正在逐步取代手工焊接。尤其近幾年激光焊接技術的迅猛發展，機器人焊接需求將越來越大。

激光焊接需要將激光焦點對準工件表面，才能實現加工效果和加工速率的最大化。目前，機器人激光焊接主要采用的是點位示教的方法進行路徑規劃，也就是將焊接的路徑分解為多個點位，將這些點位輸入到機器人控制系統中，實現機器人的路徑規劃。但是這種方法存在的一個最大的問題在于，在示教過程中很難將焦點對到工件表面，嚴重影響了示教的效率和加工的品質。

因此，有必要提供一種新的基于激光測距的焊接機器人焊點位置示教方法來解決上述問題。

【發明內容】

本發明的主要目的在于提供一種基于激光測距的焊接機器人焊點位置示教方法，采用激光測距傳感器，量測振鏡到工件表面的距離并自動完成對焦距的補償，提升了焊接質量。

本發明通過如下技術方案實現上述目的：一種基于激光測距的焊接機器人焊點位置示教方法，其包括以下步驟：

1)提供一焊接設備，所述焊接設備包括一機械手臂、設置在所述機械手臂上的且含有振鏡的激光焊接頭、激光測距方向與所述振鏡平面法向量共線的激光測距傳感器；

2)所述機械手臂帶動所述振鏡移動至焊接示教的目標點位，并記錄下此時所述振鏡的位置坐標(X₁，Y₁，Z₁)；

3)同軸設置的所述激光測距傳感器啟動，測量得到所述振鏡與工件表面的距離L₁；

4)計算得到所述振鏡到工件表面的實際距離與所述振鏡焦距的差值ΔL，其中ΔL＝L-L₁，L為振鏡焦距長度；

5)沿所述振鏡平面法向對所述振鏡焦距位置進行補償，并將計算補償后的點位填入示教點，得到補償之后所述振鏡的坐標位置(X₂，Y₂，Z₂)，其中

其中，(α，β，γ)為振鏡平面法向量，補償后的(X₂，Y₂，Z₂)即為焊接加工所需的位置，即完成了該點的示教及自動補償；

6)重復步驟2-5，直至完成所有的點位示教。