[发明专利]一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置

说明书

本发明提供一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。本发明以低成本并满足实际使用的精度要求，实现机器人焊接作业程序的相互转换复用。

技术领域

本发明涉及工业机器人自动焊接领域，特别是小批量多种类产品的焊接程 序转换复用方法及焊接平台标定装置。

背景技术

目前在机器人焊接领域，由于零件加工精度及夹具制造成本考虑，机器人 离线编程技术仍未广泛使用，仍采用人工示教方式对焊接机器人进行编程。随 着人们对个性化需求逐步提高，制造业将从过去大批量生产改为定制化小批量 生产。因此，在焊接生产作业中，越来越需要频繁切换生产线。为了优化生产 布局，必要时还需要变换生产位置，调整生产节拍。而传统手工示教方式在不 同的焊接位置，需要对焊接焊道进行重新示教，费时费力且难以达到较满意的 生产效率。将已经编好的焊接程序进行焊接平台间的转换，可以规避重复编程 时间，大大提高生产效率且能够实现焊接生产的灵活布局。

机器人焊接程序在不同焊接平台的转换方式一般采用：建立机器人坐标 系、各个焊接平台坐标系；再标定出不同焊接平台坐标系在机器人坐标系中的 位置关系；在机器人坐标系中计算各个焊接平台之间的转换关系T；将待转换 程序中的位置信息通过焊接平台间的转换关系T转换至目标焊接平台上，完成 程序转换。

在焊接领域中，焊接机器人的工作空间一般达到数米，在机器人周围布置 的多个焊接平台间距也达到数米。传统方法中，机器人程序转换需要通过外部 设备，如三坐标测量仪或激光跟踪仪来标定焊接平台。同时机器人自身的绝对 定位精度随使用年限增加也逐步降低，为了保证程序转换精度要求，需要测量 出机器人TCP在各个焊接平台处的绝对定位误差，对误差进行修正提高转换前后 的焊接轨迹位姿精度。这使得整体的测量费用高且测量手法复杂，一般企业不 具备相关标定检测的能力。

发明内容

本发明提出一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置， 其目的是避免使用昂贵的标定测量设备且可直接消除机器人绝对定位误差在焊 接平台零点位置的影响，实现机器人绝对定位误差在焊接平台零点处的截断， 以低成本并满足实际使用的精度要求，实现机器人焊接作业程序的相互转换复 用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控 制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制 器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校 准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校 准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接 平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。

所述平台标定装置上至少有3个不在同一直线上的标定点，标定点固连或 镶嵌在平台标定装置上；所述平台标定装置安装在焊接平台上。

所述焊接平台采用“一面两孔”定位方式；所述焊接平台用于固定并定位 焊接夹具；所述焊接夹具有定位孔与焊接平台定位孔相配合。

所述上位机包括机器人控制器通讯模块、焊枪及焊接平台信息记录模块、 焊接平台坐标系解算模块和用户界面；

所述机器人通讯模块用于上位机与工业机器人建立通讯并进行数据传输， 包括读写机器人I/O状态、读写内部存储器数据、读写机器人程序文件等；

所述焊接平台坐标系解算模块通过记录各个焊接平台上采集标定点集数 据，计算并最优估计出各焊接平台的转换关系；