[發明專利]一種多節焊制彎頭環縫掃描軌跡生成方法

在審

• 申請號: 202110676203.2
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN115502560A
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 范勝利;蔡衛明;金婧
• 申請（專利權）人: 浙大寧波理工學院
• 主分類號: B23K26/28
• 分類號: B23K26/28;B23K26/14;B23K26/03;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.本發明方法基于一種視覺引導的結構簡單的多節焊制彎頭機器人環縫焊接系統，其特征在于，包括焊槍、工件、傳感器子系統、橫梁支架、工業機器人、控制系統、機器人底座、焊接電源和保護氣瓶；

所述的傳感器子系統又包括激光焊縫傳感器和第一TCP校準針，其中，所述第一TCP校準針垂直于地面向下，所述激光焊縫傳感器的激光平面垂直于所述橫梁支架平面；

所述工件的第一法蘭盤和所述機器人工具法蘭盤同心，且所述工件的第一法蘭盤面和機器人工具法蘭盤面重合，多節焊制彎頭各圓柱軸線位于所述機器人工具法蘭盤坐標系O_Tx_Ty_Tz_T的O_Tx_Tz_T平面內，所述機器人工具法蘭盤坐標系的O_Tx_T軸背向多節焊制彎頭轉彎中心方向；

所述的機器人底座處于水平位置，即所述機器人基座坐標系O_Bx_By_Bz_B的O_Bx_By_B平面與水平面平行，所述橫梁支架平面平行于O_By_Bz_B平面；

所述的標定子系統包括第二TCP校準針和第二TCP校準針底座；標定時，卸下所述工件，安裝所述第二TCP校準針底座于所述機器人工具法蘭盤上；焊接時，卸下所述標定子系統，安裝所述工件，進行焊接。

2.根據權利要求1所述的一種視覺引導的結構簡單的多節焊制彎頭機器人環縫焊接系統，提出了一種多節焊制彎頭環縫掃描軌跡生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1標定激光焊縫傳感器中心坐標；

S2以所述激光焊縫傳感器中心點位置坐標為原點，姿態與所述機器人基座坐標系姿態相同，建立激光焊縫傳感器中心參考坐標系；

S3輸入多節焊制彎頭參數以及計算其他參數；

S4對于其中一道環焊縫，由多節焊制彎頭參數計算所述環焊縫的幾何中心在所述機器人工具法蘭盤坐標系下坐標；

S5建立環焊縫中心坐標系；

S6求所述環焊縫中心坐標系下環焊縫曲線解析式；

S7在所述環焊縫中心坐標系下對所述環焊縫曲線進行抽樣；

S8對于每一個抽樣點，以所述抽樣點為掃描點，建立掃描點參考坐標系；

S9求所述機器人工具法蘭盤坐標系和所述掃描點參考坐標系的關系；

S10求所述機器人工具法蘭盤坐標系原點在所述掃描點參考坐標系下的坐標，以及所述機器人工具法蘭盤坐標系在所述掃描點參考坐標系下的姿態；

S11求所述掃描點參考坐標系和所述激光焊縫傳感器中心參考坐標系重合時，所述機器人工具法蘭盤坐標系的原點在所述機器人基座坐標系下坐標，以及此時所述機器人工具法蘭盤坐標系在所述機器人基座坐標系下的姿態；

S12改變抽樣點，遍歷整個環縫，重復步驟S8-S11，可以得到對應的掃描點參考坐標系和所述激光焊縫傳感器中心參考坐標系重合時，所述機器人工具法蘭盤坐標系在所述機器人基座坐標系下的位姿(原點坐標和姿態)，這些位姿形成的集合即為所述環焊縫的掃描軌跡；

S13改變焊縫道數，遍歷整個工件，重復步驟S4-S12，可得每道環焊縫的掃描軌跡，這些軌跡形成的集合即為整個工件的掃描軌跡。