[發(fā)明專利]一種海洋工程復雜節(jié)點多機器人焊接協(xié)同控制方法

有效

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• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112496582B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉必江;張良
• 申請（專利權）人: 博邁科海洋工程股份有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B25J9/16
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發(fā)明公開了一種海洋工程復雜節(jié)點多機器人焊接協(xié)同控制方法，第一步導入模型、進行焊縫點選、信息提取，第二步計算焊縫方程，第三步對主焊接機器人一條焊縫進行選擇，第四步對同時工作的副焊接機器人一條焊縫進行選擇，第五步對焊縫坐標離散化，第六步對全局坐標系下的主副焊縫進行坐標轉(zhuǎn)換，第七步通過對主副焊縫逆運動計算得出主副焊接機器人的關節(jié)轉(zhuǎn)角數(shù)據(jù)，第八步重復第三到七步，直至全部計算完成，第九步生成焊接機器人運動指令，實現(xiàn)焊接機器人協(xié)同焊接。該方法提高焊接效率、降低焊接成本、簡化操作過程、提高焊接質(zhì)量，是一種操作簡單、結(jié)果可視、穩(wěn)定可靠、適應性廣的多機器人焊接協(xié)同控制方法。

技術領域

本發(fā)明涉及多機器人焊接協(xié)同控制方法，尤其涉及海洋工程復雜節(jié)點多機器人焊接協(xié)同控制方法。

背景技術

海洋工程復雜節(jié)點由大量鋼件焊接而成，由于鋼件厚度較大且復雜節(jié)點作為整個平臺的主要支撐點，傳統(tǒng)的采用單邊角焊不能提供足夠的安全保障，所以對于節(jié)點上的鋼件焊接必須采用雙邊角焊的方式。雙邊角焊如果不能同時進行焊接工作，必定會在一邊由于焊接熱的冷卻產(chǎn)生收縮變形，嚴重損耗了鋼件性能。當前，大部分的焊接機器人都是單獨作業(yè)，少部分協(xié)同作業(yè)也僅是整體的協(xié)同，并不能做到對鋼件兩邊的同時焊接；實際工程中為了追求焊接質(zhì)量，海洋平臺節(jié)點上關鍵部位的焊接由工人手工進行，但是該方法不僅焊接效率低下而且焊接質(zhì)量不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服已有技術的缺點，提供一種可以提高焊接效率、降低焊接成本、簡化操作過程、提高焊接質(zhì)量的多機器人焊接協(xié)同控制方法。

本發(fā)明的多機器人焊接協(xié)同控制方法，包括以下步驟：

步驟一、選定海洋工程復雜節(jié)點的三維模型中任意兩個需焊接相連的部件的焊接方法，具體為：將第一待焊接件的兩個長邊側(cè)分別通過焊接固定在第二待焊接件的設定位置處，以在兩個待焊接件之間形成由兩個直線形焊接位置構(gòu)成的一個待焊接處，在每一個待焊接處的兩個待焊接位置需分別同時采用焊接機器人進行焊接形成兩道直線形焊縫；

步驟二、在Tekla軟件中點選在海洋工程復雜節(jié)點的三維模型中需同時采用兩個焊接機器人協(xié)同焊接的每個待焊接處的兩個焊接位置，所述的兩個焊接機器人分別作為主焊接機器人、副焊接機器人；

步驟三、使用python編程語言對Tekla軟件進行信息提取的二次開發(fā)，具體過程為：

第一步，遍歷每一個需要主焊接機器人和副焊接機器人協(xié)同焊接處的兩個待焊接位置；

第二步，以Tekla軟件內(nèi)的基坐標系作為全局坐標系，讀取Tekla軟件內(nèi)所有需要協(xié)同焊接的待焊接位置的數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存入Mongo DB數(shù)據(jù)庫的第一子庫中，所述的待焊接位置的數(shù)據(jù)包括全局坐標系下每個待焊接位置的起點坐標、終點坐標以及長度；

第三步，在Tekla軟件內(nèi)識別每個需要協(xié)同焊接的待焊接處的兩個焊接位置之間的中線位置，然后讀取中線數(shù)據(jù)并將中線數(shù)據(jù)存入Mongo DB數(shù)據(jù)庫的第二子庫中，所述的中線數(shù)據(jù)包括在全局坐標系下的每個待焊接處的中線的起點坐標和終點坐標；

步驟四、使用python中的numpy模塊求出全局坐標系下所有焊接處的待焊接位置的空間直線方程并存入MongoDB第三子庫中；

步驟五、利用python中的pandas模塊對主焊接機器人和副焊接機器人需協(xié)同焊接處的待焊接位置進行選取，具體過程如下：

第一步，引入pandas模塊，調(diào)用Mongo DB數(shù)據(jù)庫中第一子庫的全部待焊接位置的長度數(shù)據(jù)并比較長度大小，然后按照從小到大排序，選擇其中一條長度最短的待焊接位置作為主焊接機器人待焊接位置，記為位置A，并調(diào)取Mongo DB數(shù)據(jù)庫中與位置A對應的第一、第三子庫中的數(shù)據(jù)；