[发明专利]一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统，其特征在于，该系统包括：激光跟踪仪(1)及配套的靶球(2)、工业焊接机器人(4)、焊接电源(8)及集成在该焊接电源(8)中的电弧跟踪模块(7)；

该靶球(2)与工业焊接机器人(4)最前端的焊枪夹持机构固定连接；该工业焊接机器人(4)与焊接电源(8)及其电弧跟踪模块(7)相连；该激光跟踪仪(1)固定放置在离该靶球(2)一定距离处；

激光跟踪仪(1)实时跟踪和测量靶球(2)的位置信息，根据靶球(2)的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人(4)前端焊枪(5)的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述激光跟踪仪(1)实时跟踪和测量靶球(2)的位置信息，根据靶球(2)的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人(4)前端焊枪(5)的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息，包括：

进行工业焊接机器人(4)基础坐标系与激光跟踪仪(1)本体坐标系之间的转换，建立工业焊接机器人(4)电弧跟踪时的测量坐标系；

焊接开始前，通过机器人控制器设定工业焊接机器人(4)前端焊枪(5)的示教运动轨迹，调整焊接平台(6)上焊接试板(9)的待焊坡口至实际焊接位置，示教运动轨迹与待焊坡口实际位置末端在高低方向和左右方向上存在一定偏差值；

正式测量过程中，激光跟踪仪(1)采用单点测量方式；首先通过跟踪靶球(2)各记录一组未焊接情况下和焊接未跟踪情况下工业焊接机器人(4)运行轨迹的测量数据；再通过跟踪靶球(2)分别进行焊接情况下高低方向和左右方向中一个方向或者同时两个方向的电弧跟踪数据测量；

在数据处理过程中，将上述激光跟踪仪(1)测量到的X、Y、Z不同坐标方向上未焊接情况下示教运动轨迹测量数据和焊接未跟踪以及焊接加电弧跟踪获得的实际运动轨迹测量数据，并结合预先设置的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置的偏差值进行综合对比分析，从而获得电弧跟踪精度、跟踪调整速度以及可调整范围的数据信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述该靶球(2)与工业焊接机器人(4)最前端的焊枪夹持机构固定连接，包括：

该靶球(2)通过靶球连接装置(3)与工业焊接机器人(4)最前端的焊枪夹持机构固定连接；当工业焊接机器人(4)在运动时，其前端焊枪(5)与该靶球(2)保持相对静止。

4.一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试方法，其特征在于，该方法包括：

在工业焊接机器人最前端的焊枪夹持机构上固定设置一靶球，该工业焊接机器人还与焊接电源及集成在该焊接电源中的电弧跟踪模块相连；

由固定放置在离该靶球一定距离处，且与该靶球配套的激光跟踪仪实时跟踪和测量靶球的位置信息；

由该激光跟踪仪根据靶球的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人前端焊枪的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述由该激光跟踪仪根据靶球的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人前端焊枪的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息，包括：

进行工业焊接机器人基础坐标系与激光跟踪仪本体坐标系之间的转换，建立工业焊接机器人电弧跟踪时的测量坐标系；

焊接开始前，通过机器人控制器设定工业焊接机器人前端焊枪的示教运动轨迹，调整焊接平台上焊接试板的待焊坡口至实际焊接位置，示教运动轨迹与待焊坡口实际位置末端在高低方向和左右方向上存在一定偏差值；

正式测量过程中，激光跟踪仪采用单点测量方式；首先通过跟踪靶球各记录一组未焊接情况下和焊接未跟踪情况下工业焊接机器人运行轨迹的测量数据；再通过跟踪靶球分别进行焊接情况下高低方向和左右方向中一个方向或者同时两个方向的电弧跟踪数据测量；

在数据处理过程中，将上述激光跟踪仪测量到的X、Y、Z不同坐标方向上未焊接情况下示教运动轨迹测量数据和焊接未跟踪以及焊接加电弧跟踪获得的实际运动轨迹测量数据，并结合预先设置的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置的偏差值进行综合对比分析，从而获得电弧跟踪精度、跟踪调整速度以及可调整范围的数据信息。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在工业焊接机器人最前端的焊枪夹持机构上固定设置一靶球，包括：

将该靶球通过靶球连接装置与工业焊接机器人最前端的焊枪夹持机构固定连接；当工业焊接机器人在运动时，其前端焊枪与该靶球保持相对静止。