一种焊接方法及焊接机器人技术

本申请公开了一种焊接方法，包括：预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到该标准工件的焊接轨迹；对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定第二姿态的姿态信息；其中，待焊接工件与标准工件为相同工件；根据第一姿态的姿态信息与第二姿态的姿态信息，计算第一姿态变换到第二姿态对应的旋转角度与平移距离；根据旋转角度与平移距离对焊接轨迹进行修正；根据修正后的焊接轨迹对待焊接工件进行焊接；解决了现有技术方案对工件的放置姿态具有较高的限制，一旦工件台发生了偏移或者工件放置姿态出现偏差则需要重新编写整个示教程序的技术问题。

A Welding Method and a Welding Robot

This application discloses a welding method, which includes: pre-programming the standard workpiece placed in the first posture to obtain the welding trajectory of the standard workpiece; scanning the workpiece placed in the second posture to determine the posture information of the second posture; where the workpiece to be welded is the same as the standard workpiece; and according to the posture information of the first posture and the second posture. The attitude information is calculated to calculate the rotation angle and translation distance corresponding to the first attitude changing to the second attitude; the welding trajectory is modified according to the rotation angle and translation distance; the welding workpiece is treated according to the revised welding trajectory; the high limitation of the existing technical schemes on the placement posture of the workpiece is solved, once the worktable is offset or the workpiece placement posture occurs. When the state deviation occurs, the technical problems of the whole teaching program need to be rewritten.

【技术实现步骤摘要】
一种焊接方法及焊接机器人
本申请涉及焊接
，尤其涉及一种焊接方法及焊接机器人。
技术介绍
在集装箱、船舶等领域，为了提高生产效率，需要使用大量的焊接机器人进行焊接作业。焊接机器人通常具有示教功能，所谓示教功能，即在人工对焊接机器人进行示教操作后，焊接机器人可以对示教操作进行记忆形成示教程序，从而在后续的作业中可以通过执行示教程序而实现自动化作业。目前，在进行焊接时，通常会先将各工件以预定的姿态在平台上放置好，然后通过人工的示教操作，使焊接机器人按照示教程序一次性将各个工件焊接好。然而，这样的对工件的放置姿态具有较高的限制，一旦工件台发生了偏移或者工件放置姿态出现偏差，先前的示教程序将不再使用，此时，需要重新编写整个示教程序，非常费时费力。
技术实现思路
本申请提供了一种焊接方法及焊接机器人，解决了现有技术方案对工件的放置姿态具有较高的限制，一旦工件台发生了偏移或者工件放置姿态出现偏差则需要重新编写整个示教程序的技术问题。有鉴于此，本申请第一方面提供了一种焊接方法，包括：预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到所述标准工件的焊接轨迹；对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定所述第二姿态的姿态信息；其中，所述待焊接工件与所述标准工件为相同工件；根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离；根据所述旋转角度与所述平移距离对所述焊接轨迹进行修正；根据修正后的所述焊接轨迹对所述待焊接工件进行焊接。优选地，所述第二姿态的姿态信息具体包括：所述待焊接工件的预设基准点的坐标以及所述待焊接工件的预设基准向量；所述第一姿态的姿态信息具体包括：所述标准工件的预设基准点的坐标以及所述标准工件的预设基准向量。优选地，所述根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离具体包括:根据所述标准工件的预设基准点的坐标与所述待焊接工件的预设基准点的坐标，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的横向平移距离与纵向平移距离；计算所述标准工件的预设基准向量与所述待焊接工件的预设基准向量间的夹角，得到所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度。优选地，所述根据所述旋转角度与所述平移距离对所述焊接轨迹进行修正具体包括：根据所述旋转角度与所述平移距离，对所述焊接轨迹中各个示教点的坐标进行变换，得到修正后的所述焊接轨迹。优选地，对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定所述待焊接工件的预设基准点的坐标具体包括：对所述待焊接工件的第一直边进行扫描，得到所述第一直边上两个点的坐标；根据扫描得到的所述第一直边上两个点的坐标，计算所述第一直边对应的第一直线方程；对所述待焊接工件的第二直边进行扫描，得到所述第二直边上两个点的坐标；根据扫描得到的所述第二直边上两个点的坐标，计算所述第二直边对应的第二直线方程；计算所述第一直线方程与所述第二直线方程的交点，得到所述待焊接工件的预设基准点的坐标。优选地，根据扫描得到的所述第一直边或所述第二直边上两个点的坐标，确定所述待焊接工件的预设基准向量。优选地，根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离之后还包括：根据所述旋转角度，对焊枪姿态信息进行调整；所述根据修正后的所述焊接轨迹对所述待焊接工件进行焊接具体包括：根据修正后的所述焊接轨迹以及调整后的所述焊枪姿态信息，对所述待焊接工件进行焊接。优选地，所述根据所述旋转角度，对焊枪姿态进行调整具体包括：根据所述旋转角度，对焊枪相对竖直Z轴的角度进行调整。本申请第二方面提供一种焊接机器人，所述焊接机器人的焊枪上设置有扫描装置。优选地，所述扫描装置具体为激光口竖直朝下的激光位移传感器。从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：本申请中，提供了一种焊接方法，包括：预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到该标准工件的焊接轨迹；对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定第二姿态的姿态信息；其中，待焊接工件与标准工件为相同工件；根据第一姿态的姿态信息与第二姿态的姿态信息，计算第一姿态变换到第二姿态对应的旋转角度与平移距离；根据旋转角度与平移距离对焊接轨迹进行修正；根据修正后的焊接轨迹对待焊接工件进行焊接。可见，本申请提供的焊接方法，第一，示教程序将不再是针对所有工件的一次性流程，而是只针对单个工件的焊接。第二，而在对工件进行焊接时，即使待焊接工件没有以标准工件的姿态放置，也不需要重新编写示教程序，只需要通过扫描得到两者的姿态信息，再根据两者的姿态信息对标准工件的示教程序(或者说焊接轨迹)进行修正即可，从而使得示教程序的利用率大大提高，避免了费时费力的重新编写。附图说明图1为本申请提供的焊接机器人的一种实现方式的结构示意图；图2为本申请第一个实施例提供的一种焊接方法的流程图；图3为本申请提供的标准工件的结构示意图；图4为本申请提供的待焊接工件的结构示意图；图5为本申请第二个实施例提供的一种焊接方法的流程图；附图标记：1是激光位移传感器，2是焊枪，3是工件，4是焊接平面。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。现有的技术方案中，示教程序通常是数个工件的一次性完整焊接，如此，当数个工作中有一个的姿态放置与设定的不同时，则示教程序将不再适用，需要重新编写整个示教程序，相当费时费力。为此，本申请提供了一种焊接方法，首先，打破现有的示教程序是针对所有工件的一次性焊接的思想壁垒，使示教程序只针对单个标准工件的焊接。在该基础上，当待焊接工件没有以标准工件的姿态放置时，再根据两者的姿态信息的比对，对标准工件的示教程序(或者说焊接轨迹)进行修正，使其适用于没有以标准工件的姿态放置的待焊接工件，从而省去了要耗费大量时间的编程过程。为获得标准工件或者待焊接工件的姿态信息，本申请提供了一种焊接机器人，其焊枪上设置有扫描装置。扫描装置可以是视觉识别装置，通过图像识别出待焊接工件的边缘特征，通过与标准工件进行比对，便可以确定两者在姿态上(包括放置位置以及放置角度)的变化。当然，考虑到图像识别装置在算法上更为复杂，本申请还提供了一种优选的扫描装置，其具体为激光口竖直朝下的激光位移传感器。可以参见图1，图1示出本申请提供的焊接机器人的一种实现方式的结构示意图。该传感器能够精准地测量激光的发射点到照射点的距离，通过设置阈值，可以让传感器发出0-1的数字信号，比如当距离大于某阈值时，发出0信号，否则发出1信号，如此，激光位移传感器随着焊枪运动，当扫描到工件的边缘时，传感器可以发射信号给焊接机器人，焊接机器人能及时记录下当前的位置。具体的确定姿态信息的方法将在后文进行说明。下面请参见图2，图2为本申请第一个实施例提供的一种焊接方法的流程图，该方法包括：步骤101、预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到标准工件的焊接轨迹。需要注意的是，本步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接方法，其特征在于，包括：预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到所述标准工件的焊接轨迹；对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定所述第二姿态的姿态信息；其中，所述待焊接工件与所述标准工件为相同工件；根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离；根据所述旋转角度与所述平移距离对所述焊接轨迹进行修正；根据修正后的所述焊接轨迹对所述待焊接工件进行焊接。

【技术特征摘要】
1.一种焊接方法，其特征在于，包括：预先对以第一姿态放置的标准工件进行示教编程，得到所述标准工件的焊接轨迹；对第二姿态放置的待焊接工件进行扫描，确定所述第二姿态的姿态信息；其中，所述待焊接工件与所述标准工件为相同工件；根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离；根据所述旋转角度与所述平移距离对所述焊接轨迹进行修正；根据修正后的所述焊接轨迹对所述待焊接工件进行焊接。2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第二姿态的姿态信息具体包括：所述待焊接工件的预设基准点的坐标以及所述待焊接工件的预设基准向量；所述第一姿态的姿态信息具体包括：所述标准工件的预设基准点的坐标以及所述标准工件的预设基准向量。3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述根据所述第一姿态的姿态信息与所述第二姿态的姿态信息，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度与平移距离具体包括:根据所述标准工件的预设基准点的坐标与所述待焊接工件的预设基准点的坐标，计算所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的横向平移距离与纵向平移距离；计算所述标准工件的预设基准向量与所述待焊接工件的预设基准向量间的夹角，得到所述第一姿态变换到所述第二姿态对应的旋转角度。4.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述根据所述旋转角度与所述平移距离对所述焊接轨迹进行修正具体包括：根据所述旋转角度与所述平移距离，对所述焊接轨迹中各个示教点的坐标进行变换，得到修正后的所述焊接轨迹。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：程良伦，李广创，薛志龙，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44