[發(fā)明專利]一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111586645.4
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114161047B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 吳玲瓏;許春權;劉欣
• 申請（專利權）人: 南京衍構科技有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/00;B33Y80/00
• 代理公司: 南京聚匠知識產(chǎn)權代理有限公司 32339
• 代理人: 蔣千兵

1.一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1.環(huán)境預設：構建基準坐標系以及待加工產(chǎn)品的三維模型；

S2.焊接路徑獲取：在三維模型中焊接連接線上間隔獲取若干焊接點，相鄰焊接點之間連線構成焊槍的移動路徑；

S3.焊槍尺寸預設：焊槍包括呈圓柱狀的槍體以及伸出槍體的呈直線的焊絲，預設槍體的半徑為R、槍體的高度為H、焊絲的長度為L；

S4.焊槍姿態(tài)設定：焊絲伸出槍體的一端設為原點O，槍體軸線上距離O最遠一點設為K，以O為圓心，以O至K之間的距離為半徑構建球體C，K點沿球體C表面移動；

S5.焊槍姿態(tài)選取：將O與其中一焊接點重合，移動K，直至槍體與產(chǎn)品三維模型之間無交點，記錄該K點與三維模型之間的相對位置P1，在所有N個焊接點處遍歷獲取K點與三維模型之間形成的相對位置集合{P1，P2,...,PN}；

S6.焊槍避讓路徑生成：O點沿焊槍的移動路徑移動，K點沿球體C表面上位置PN-1與位置PN之間最短距離移動。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：步驟S5中：移動K的方法為：

步驟一：預設以O為圓心，且以O點豎直向上的射線為基準軸線M，O與K之間連線為m；

步驟二：沿球體C表面并以m與M在豎直平面夾角為na移動K點,所有K點的集合構成若干個水平圓，其中n為自然數(shù)；

步驟三：沿其中一水平圓并以定弧長b移動K點，計算該K點位置槍體與三維模型之間是否存在交點，并獲取當槍體與三維模型之間不存在交點時，K點在基準坐標系中的坐標，所有水平圓上遍歷獲取的K點坐標，并得到基準坐標集合

3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：移動K的方法步驟三中：建立以O為原點的參考坐標系，同時獲取基準坐標集合中對應K點位置在參考坐標系中的坐標，并得到參考坐標集合

步驟S5中：選取各焊接點處K點的位置方法如下：

任意選取一焊接點作為第一焊接點，任意選取第一焊接點處屬于PN中一個K點位置坐標，并獲取K點的基準坐標與參考坐標；

其余焊接點處，選取K點沿球體表面移動且最靠近上一焊接點處對應K點參考坐標的該焊點對應K點參考坐標，并對應獲取該焊點處K點基準坐標及其位置。

4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：步驟S3中：預設槍體的半徑與高度的尺寸均大于實際槍體的半徑與高度尺寸。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：所述預設槍體的半徑與高度的尺寸與實際槍體的半徑與高度尺寸的對應差值為c，以c為間隔向相鄰的焊接點之間差入若干新的焊接點，所有相鄰焊接點之間連線構成焊槍的移動路徑。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種用于增材制造的焊槍頭自動避障方法，其特征在于：步驟S5的選取各焊接點處K點的位置方法還包括焊槍姿態(tài)驗證排除：

一：相鄰焊接點之間連接形成直線段n1，n1長度為m1，兩相鄰焊接點對應的K點坐標之間連接形成直線段n2，n2長度為m2；

二：比較m2與c之間的大小，

若m2小于等于c，則繼續(xù)進行步驟S6；

若m2大于c，在n2上，以長度c為間距從焊接方向上第一K點出發(fā)插入若干檢測點；

在n1上，以長度為間距從焊接方向上第一焊接點出發(fā)插入若干檢測點二，檢測點一與檢測點二按照插入順序一一對應并構成焊槍的若干個待檢測姿態(tài)，計算每個待檢測姿態(tài)中，焊槍與三維模型是否存在交點，若存在交點，則集合與集合中排除從焊接方向上第二K點的坐標。