[发明专利]一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法

说明书

本发明公开了一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法，将焊接机器人、焊枪、激光传感器安装调试到准备焊接的状态，金属平板放在焊接工作台上；用人工示教的方法将机器人焊枪运动到金属平板中央一个可以起弧的位置，将该点记录或覆盖为P₁点；用人工示教的方法将机器人焊枪运动到安全点；将标定方法写成执行步骤，机器人自动执行并输出矢量T，本发明的标定机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法，通过机器人自动执行，无需人为干预。

技术领域

本发明涉及机器人激光焊接领域，尤其涉及机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的标定方法。

背景技术

激光焊缝跟踪传感器广泛用于船用管焊机器人焊接领域，用于在焊接过程中实时纠正焊接轨迹的偏移。为了将激光焊缝跟踪传感器的参数准确应用到机器人的轨迹纠偏中，必须在安装激光焊缝跟踪传感器后首先进行手眼标定。现在通用的标定方法很多，必须人工干预，另外标定过程中都需要特定的标定工具。

发明内容

为了解决现有技术中人工干预的问题，本发明提供一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法。

本发明的技术方案如下：

一种标定船用管焊机器人焊枪与激光焊缝跟踪传感器的方法，包括如下步骤：

步骤1：将焊接机器人、焊枪、激光传感器安装调试到准备焊接的状态，激光传感器连接在焊枪外侧，焊枪、激光传感器与机器人建立通信，金属平板平放在焊接工作台上；

步骤2：用人工示教的方法将机器人焊枪运动到金属平板中央一个可以起弧的位置，将该点记录或覆盖为P₁点；

步骤3：用人工示教的方法将机器人焊枪运动到安全点；

步骤4：将标定方法写成执行步骤，机器人自动执行并输出矢量T，执行步骤为：

首先，读取焊接点P₁(x₁,y₁,z₁)，机器人焊枪从安全点出发，移动到P₁位置，开始焊接并原地送丝1-4s，结束焊接，在金属平板上形成圆球状的焊点；

其次，在机器人坐标系下，机器人焊枪向x轴正方向运动，速度为3-8mm/s，激光焊缝跟踪传感器连续扫描，机器人焊枪向x轴正方向运动过程中，机器人控制系统每收到一个传感器的数据，都和上一组数据的z值比较，若当前z值更大，则记录当前的数据以及当前机器人的坐标值，清除上一组数据，直至前一个z值更大，则不记录当前数据，保留上一组数据，传感器停止扫描，将轮廓线最高点的坐标记为(x,z)，机器人的坐标记为(x₀,y₀,z₀)；

最后，根据轮廓线上最高点的坐标和机器人的坐标求解P₂，P₂＝(x₀,y₀+x,z₀+z)，根据激光传感器到焊枪的空间矢量T＝P₁-P₂，输出T。

进一步的，所述步骤2人工示教记录P1点时，要调节焊枪的姿态，让焊枪垂直于金属平板，焊枪外侧沿着机器人的x轴负方向，也就是焊枪中心与传感器原点的连线平行于机器人坐标系的x轴，并且传感器在机器人坐标系下的x坐标小于焊枪的x坐标。

进一步的所述步骤1的金属平板与焊枪所用的焊丝材料相同或相似，金属平板的形状为长宽都大于100mm的矩形，或直径大于100mm的圆，或包含100mm*100mm矩形的任意形状。

进一步的，所述步骤4中原地送丝的时间优选2s。

进一步的，所述步骤4中焊枪x轴正方向运动速度优选为5mm/s。

本发明的有益效果：