[发明专利]一种焊接机械臂自适应焊接方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种焊接机械臂自适应焊接方法、系统、设备及存储介质，S1，在焊接机械臂上安装激光传感器，并对激光传感器进行标定；S2，焊接机械臂的焊枪移动到焊缝位置；S3，通过激光传感器得到焊缝位置在激光传感器坐标下的坐标值，将激光传感器标定信息与激光传感器坐标下的坐标值进行变换，得到焊缝位置在焊接机械臂基坐标系下的坐标值；S4，计算焊接机械臂的姿态信息，通过S3的坐标值和姿态信息调整焊接机械臂姿态；S5，焊接机械臂进行焊接。实现焊接机械臂焊接前姿态的自动调整，从而提高焊接质量。

技术领域

本发明属于智能焊接机械臂领域，涉及一种焊接机械臂自适应焊接方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

焊接作为一种重要的工艺，在各行各业都有着广泛的应用，且焊接质量的好坏直接影响产品的质量及其使用效率。

随着制造业的高速发展，传统的人工焊接手段已经不能满足日益增长的焊接质量要求。目前的焊接行业存在着焊接环境恶劣、焊接质量不稳定、焊接效率低下以及自动化水平较低等情况。

目前，各大重型机械企业为了提高生产效率，降低人力成本，引入焊接机器人以取代传统的人工焊接，从而提高市场竞争力。但现有的焊接机器人，仍存在一定的缺陷：目前对焊接机器人的应用仍采用人工示教的方法，因此需要提前对运动路径进行规划，易出现焊接位置发生偏差的情况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种焊接机械臂自适应焊接方法、系统、设备及存储介质，实现焊接机械臂焊接前姿态的自动调整，从而提高焊接质量。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种焊接机械臂自适应焊接方法，包括以下过程：

S1，在焊接机械臂上安装激光传感器，并对激光传感器进行标定；

S2，焊接机械臂的焊枪移动到焊缝位置；

S3，通过激光传感器得到焊缝位置在激光传感器坐标下的坐标值，将激光传感器标定信息与激光传感器坐标下的坐标值进行变换，得到焊缝位置在焊接机械臂基坐标系下的坐标值；

S4，计算焊接机械臂的姿态信息，通过S3的坐标值和姿态信息调整焊接机械臂姿态；

S5，焊接机械臂进行焊接。

优选的，S1中，激光传感器设置在焊接机械臂本体或焊枪上。

优选的，S1中，激光传感器的标定为；

S11，采集标准球数据：使用激光传感器对焊接机械臂不同位姿下的标准球进行照射，计算出焊接机械臂不同位姿下的标准球球心坐标位置；

S12，根据焊接机械臂的直角坐标读数，计算每次位姿下的齐次变换矩阵；

S13，根据多个标准球球心坐标位置和对应位姿下的齐次变换矩阵，使用最小二乘法计算激光传感器相对于末端坐标的变换矩阵，变换矩阵即为标定结果。

进一步，S11中，使用线激光对标准球进行照射，产生圆弧数据。将圆弧数据拟合成切割圆，找到该圆的圆心，由于该圆的圆心的x和z坐标与标准球球心坐标相同，y坐标等于切割圆圆心与球心之间的距离，计算出y＝±√(R^2-r^2)，其中正负号由圆心位于激光传感器y方向位置决定，x、y和z坐标为标准球球心坐标位置。

优选的，S3中得到焊缝位置在激光传感器坐标下的坐标值的具体过程为：

S31，激光传感器扫描焊缝得到二维数据，为激光线照射焊缝所得到的横向和纵向距离；

S32，对二维数据进行直线拟合，逐一从二维数据中提取多条线段，根据二维数据中的线段交点的位置坐标，得到焊缝位置在激光传感器坐标下的坐标值。