[发明专利]焊接机器人动态闭环控制系统及其实时动态修正算法

摘要

本发明涉及工业机器人领域，旨在提供焊接机器人动态闭环控制系统及其实时动态修正算法。该焊接机器人动态闭环控制系统包括工控机、运动控制卡、焊接机器手、图像反馈系统，能基于图像实时反馈完成焊接工作；该实时动态修正算法具体为图像反馈系统根据采集的实际焊缝图像，识别获得工具空间焊缝路径轨迹并发送到工控机，工控机将其与预定的工具空间焊缝路径进行计算，修改获得修正后的工具空间焊缝路径轨迹并重新规划运动控制指令下发，实现对焊接机器手的运动实时调整规划。本发明的焊接机器人动态闭环控制系统能够在执行的过程中，实时的动态规划剩余的运动轨迹，利用图像反馈的焊接路径，实时克服各种原因造成的误差，提高焊接质量。

主权项

焊接机器人动态闭环控制系统，能基于图像实时反馈完成焊接工作，其特征在于，所述焊接机器人动态闭环控制系统包括工控机、运动控制卡、焊接机器手、图像反馈系统；所述工控机用于作为焊接机器人动态闭环控制系统的控制器，能实现运动规划和将机器人运动控制指令发送到运动控制卡的控制任务缓冲区中；所述运动控制指令是指运动控制卡能直接执行的指令；所述运动控制卡能从控制任务缓冲区按照先进先出的顺序取出运动控制指令，对焊接机械手进行控制；所述控制任务缓冲区设置在运动控制卡中，用于存储运动控制指令，且还未执行的运动控制指令能通过工控机进行重新覆盖修改，运动控制卡按照修改后的运动控制指令进行执行；所述焊接机械手包括焊接关节、伺服电机和驱动器，能用于完成焊接工作；所述图像反馈系统能实时采集焊缝图像，并进行图像识别获得工具空间焊缝路径轨迹P1＝f1(x1,y1,z1)，将识别的工具空间焊缝路径轨迹传送到工控机，工控机能利用图像反馈系统传送的焊缝轨迹完成运动规划；工控机进行运动规划具体是指：工控机根据图像反馈系统传送过来的实际焊缝曲线，与预定的工具空间焊缝路径P2＝f2(x2,y2,z2)进行计算获得误差，对规划好的任务曲线和参数进行修改，获得修正后的工具空间焊缝路径轨迹P3＝f3(x3，y3，z3)；修正工具空间焊缝路径轨迹的具体方法为：P3＝f3(x3,y3,z3)＝f(2×x2－x1,2×y2－y1,2×z2－z1)  (1)即：x3＝2×x2－x1  (2)y3＝2×y2－y1  (3)z3＝2×z2－z1  (4)工控机利用修正后的工具空间焊缝路径轨迹P3＝f3(x3，y3，z3)重新规划运动控制指令下发到运动控制卡的控制任务缓冲区中，并取消运动控制卡中还未执行完毕的老的运动控制指令，运动控制卡按照重新规划后的运动控制指令执行，实现对焊接机器手的运动实时调整规划。