[发明专利]基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，多机械臂包括有焊接机械臂和抓取机械臂，其中抓取机械臂执行多个待焊接工件的搬运和翻转支撑，焊接机器人执行不同工件拼接后的正反双面焊接，其特征在于，多机械臂协同焊接方法包括以下步骤：

步骤1、在示教器与多机协同控制的主控器之间建立通讯，示教器向主控器发送请求以获取系统参数，并根据所获取的系统参数进行初始化；

步骤2、在主控器与焊接机械臂、抓取机械臂之间建立通讯，以对焊接机械臂、抓取机械臂进行数据通讯和控制；

步骤3、人工示教

基于待焊接工件的搬运任务和翻转支撑任务对抓取机械臂进行路径规划，示教器生成第一运动控制指令并发送至主控器，主控器对所获取的第一运动控制指令进行解析，获取抓取机械臂的笛卡尔空间运动轨迹并生成第一位置控制指令，通过控制器节点将第一位置控制指令发送至抓取机械臂执行相应动作；

基于焊缝对焊接机械臂进行路径规划，示教器生成第二运动控制指令并发送至主控器，主控器对所获取的第二运动控制指令进行解析，获取抓取机械臂的笛卡尔空间运动轨迹并生成第二位置控制指令，通过控制器节点将第二位置控制指令发送至焊接机械臂执行相应动作；

步骤4、执行焊接任务

执行焊接任务时，采用步骤3中所生成的抓取机械臂的轨迹进行待焊接工件的搬运和翻转支撑，采用步骤3中所生成的焊接机械臂的轨迹进行待焊接工件的焊接。

2.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，在步骤1中示教器与主控器之间通过HTTP协议进行通讯。

3.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，在步骤2中主控器通过调用EtherCAT通讯节点与焊接机械臂、抓取机械臂进行数据通信和控制。

4.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，焊接机械臂和抓取机械臂均为六轴机械臂，在步骤3中，根据所获取笛卡尔空间运动轨迹计算六轴机械臂中所有关节的轨迹，利用PID算法计算六轴机械臂中每个关节的位置控制指令。

5.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，步骤3中示教器生成具有多条第一运动控制指令的第一运动控制指令集，将第一运动控制指令集中的第一运动控制指令按顺序一次性发送或多次发送；和示教器生成具有多条第二运动控制指令的第二运动控制指令集，将第二运动控制指令集中的第二运动控制指令按顺序一次性发送或多次发送。

6.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，主控器具有可重构的算法模块，该算法模块包括关节位置控制模块、笛卡尔空间位置控制模块、阻抗控制模块和视觉伺服控制模块。

7.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，在步骤4执行焊接任务的同时，示教器以周期的形式向控制器节点上的状态发布器请求当前抓取机械臂和焊接机械臂的状态，并且在示教器的界面上显示使能状态和运动状态。

8.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，在主控器中预定义有对应于焊接任务的设备列表，在步骤4执行焊接任务之前，调用控制器节点查询在线设备并将其与预定义的设备列表进行比对，吻合时方才执行焊接任务。

9.如权利要求1所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法，其特征在于，步骤3和步骤4中采用两个或两个抓取机械臂协同进行待焊接工件的搬运任务和翻转支撑任务，其中对两个或两个以上的抓取机械臂采用力/位耦合算法进行协同控制。

10.一种实现权利要求1-9任一项所述的基于示教学习的多机械臂协同拼接焊接控制方法的系统。