[發明專利]一種適合機器人焊接的節點模型構建方法及裝置

在審

• 申請號: 202110775329.5
• 申請日: 2021-07-16
• 公開（公告）號: CN113400315A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 郭家友;王繼文;侯克文;王偉昌
• 申請（專利權）人: 安徽工布智造工業科技有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J19/00;B23K37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及機器人焊接技術領域，且公開了一種適合機器人焊接的節點模型構建方法，包括以下步驟：采用參數化方式創建節點模型，通過節點建模將一個零件或者一個構件所涉及的所有相關參數集中到一個模型結構中，供后續計算使用，創建節點掃描點表，用線激光獲取關鍵點的實際坐標值，創建實際焊接路徑，創建焊接程序，將包含工藝信息的路徑點表翻譯成機器人可識別的執行程序。本發明專門用于解決批量小、非標準構件的機器人焊接。運用節點模板技術，可將機器焊接應用到各行各業金屬構件的焊接場景中，可以快速實現對構件的實施平角焊和對接焊，擺脫手工示教方式編寫焊接程序，完全采用自動掃描、自動生成焊接程序的方式提高作業效率。

技術領域

本發明涉及機器人焊接技術領域，具體為一種適合機器人焊接的節點模型構建方法及裝置。

背景技術

機器人焊接在各行各業得到了一些廣泛的應用，甚至部分實現自動焊接，但是它所應用的面和點都很窄，只適合在特定工作環境下對特定的構件實現機器人專機焊接，但是對于企業焊接場景中的實際需求來說是遠遠不夠的，更別說推廣。

實現機器人焊接的痛點主要集中在以下幾個方面：一，成熟的焊接工作站一般都是國外品牌，企業引進成本過高，可選擇余地小；二，目前國內外的焊接工作站只能解決一些成批標準的構件焊接，專機專用，產品適應性差，不易推廣；三，機器人焊接技術不夠智能，限定條件多、工效不能滿足工廠需求；四，機器人焊前輔助工作過多，增加了離線建模、離線仿真、聯機再定位再計算的工作；五，機器人焊接工藝參數、焊槍姿態控制的自動匹配復雜；六，對于非標構件和小批量工件焊接適應性差，甚至難以實現機器人焊接。

焊接效率低，工人干預工作量大，很難將機器人應用到非標構件的焊接場景。工件變化后，機器人適應能力差。不能自動進行焊縫位置糾偏，不能完全自動編程，不能自動適應焊接工藝變化。

焊接的過程中，需要根據裝置的筆頭來對底部的模板進行標記記號，通常無法自動導出記號筆芯，或者在導入一半的過程中導致卡殼，若是在這個過程中手動標記記號，容易跟不上焊接的速度，就會容易出現偏差，導致誤差變大。

發明內容

為解決上述的問題，本發明提供如下技術方案：一種適合機器人焊接的節點模型構建方法，包括以下步驟：

S1、采用參數化方式創建節點模型，建模內容包括：節點位置尺寸、邊界約束幾何尺寸、焊接部位及形式、焊接工藝參數。

S2、通過節點建模將一個零件或者一個構件所涉及的所有相關參數集中到一個模型結構中，供后續計算使用，節點數據以文件形式保存。

S3、創建節點掃描點表，用線激光獲取關鍵點的實際坐標值，結合節點模板中約定的幾何拓撲關系計算出實際的焊縫位置邊界點坐標。

S4、創建實際焊接路徑，將焊接工藝包中的參數和機器人位姿要求消化到實際焊接路徑中。

S5、創建焊接程序，將包含工藝信息的路徑點表翻譯成機器人可識別的執行程序。

其中，節點模板的技術步驟設計方法如下：

a.節點建模：創建節點模型是該方法的基礎，是后續工作的參數值來源；主要包含節點類型、定位尺寸、結構尺寸、焊縫位置、焊縫范圍、焊接工藝等。

b.掃描點表：掃描點按約定的順序使用線激光器逐個掃描后獲得機器人的三維坐標值，掃描點的位姿需事先根據節點建模信息中構件尺寸設計計算出來，掃描點的設置是根據最后需要計算的幾何約束邊界點來布置的，數量盡可能的少，并適當考慮線激光器在掃描運動過程中的姿態避免觸碰周邊結構為宜。

c.焊接點表：焊縫頂點坐標計算成功后，按選擇焊縫范圍進行焊縫的設計，根據焊縫的不同位置分別設置不同的焊接工藝包選擇，平角焊縫和立焊縫分別采用不同的焊接槍姿態和焊接電流、電壓、速度等參數。