[发明专利]一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法

说明书

本发明公开了一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。本发明通过特征识别相机和测量感应器结合，对机器人上提取的焊缝特征的图片进行坐标化，在空间中对曲线的焊缝形状利用点进行表示，然后控制焊枪对点依次进行焊接，同时通过消除本身存在的位置差异，避免焊缝位置的误差，提高焊缝的精度，焊枪采用球头座的形式便于空间中的移动，使得焊接精度更高，焊接位置也更加灵活，通过测试数据确定焊接位置，自动化程度更高，便于操作。

技术领域

本发明涉及曲线焊缝领域，具体为一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法。

背景技术

在弧焊机器人的自动化焊缝控制过程中,有很多原因导致误差产生，例如焊缝工件在位姿与尺寸上不可预知的误差，其中既有加工和装配过程中的误差所导致的焊缝位置尺寸变化，也有焊缝过程中工件受热等原因所造成的变形。

通常解决上述问题是通过严格控制生产过程中的加工精度，减少环境以及应用中的误差，但是者需要增加企业的生产成本，以及时间成本，造成企业的额外负担。

另一种解决方式是通过焊缝跟踪技术进一步提升机器人焊缝自动化以及智能化程度，根据现场焊缝的特点，由检测传感器导引机器人完成对焊缝的跟踪，通常这种跟踪方式为在线跟踪，但是由于焊缝位置的移动，同时焊缝部位多为曲线，若焊接不精确则会影响机器人的运动，造成焊缝后的机器人活动精度差，同时由于焊缝位置的变化，无法消除差值，使得焊缝定位不够精确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，以解决上述背景技术中提出根据现场焊缝的特点，由检测传感器导引机器人完成对焊缝的跟踪，通常这种跟踪方式为在线跟踪，但是由于焊缝位置的移动，同时焊缝部位多为曲线，若焊接不精确则会影响机器人的运动，造成焊缝后的机器人活动精度差，同时由于焊缝位置的变化，无法消除差值，使得焊缝定位不够精确的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于焊缝工业机器人姿态的曲线焊缝跟踪方法，包括如下步骤：

步骤一：将工业机器人固定在焊缝夹具上，获取焊枪、测量感应器和特征识别相机安装的坐标位置，并计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值；

步骤二：通过移动焊缝夹具将机器人移至特征识别相机的下方，通过特征识别相机对焊缝位置进行拍摄，并对焊缝位置的特征信息进行提取；

步骤三：根据步骤一中获取的特征识别相机和测量感应器的坐标位置，移动焊缝夹具至测量感应器的下方，通过测量感应器将提取的焊缝位置进行点的分化，将曲线焊缝按距离等分，得到需要焊缝的路径点，以焊缝起点开始，以焊缝终点结束，将焊缝点的位置进行坐标定位，并将坐标存入数据库中；

步骤四：根据步骤一中获取的测量感应器和焊枪的坐标位置，移动焊缝夹具至焊枪的下方，根据计算焊枪、测量感应器和特征识别相机的坐标差值调整焊缝夹具的位置，再根据步骤三中焊缝点坐标的数值确定焊缝点，通过焊枪对焊缝点依次进行焊缝。

作为本发明的一种优选实施例，焊缝夹具的底部设置有多级滑轨，且滑轨设置有X轴方向和Y轴方向，同时滑轨上设置有刻度线，焊缝夹具的底部安装有微调结构。

作为本发明的一种优选实施例，测量感应器测量的焊缝点以特征识别相机所提取的信息为依据，对提取点进行坐标化，同时坐标是以焊缝部位建立的坐标关系。

作为本发明的一种优选实施例，选取焊缝部位的边界点建立X轴、Y轴和Z轴的空间坐标系，将焊缝点的位置通过空间坐标系进行表示，同时焊缝位置中点与点之间的连接是曲线，通过空间曲线公式计算点与点之间的连接轨迹，并确定曲线的焊缝轨迹。