一种天线阵面的自动焊接路径规划方法技术

本发明专利技术公开一种天线阵面的自动焊接路径规划方法，包括基于天线阵面照片计算每个焊盘的坐标和焊接角度；将天线阵面划分为多个子区域；分别对每个子区域规划焊接路径；及规划天线阵面中子区域之间的焊接路径，得到天线阵面的焊接路径。本发明专利技术中将大规模的天线阵面分解为小规模的子区域，对每个子区域并行优化焊接路径，再将子区域的路径连接起来得到整个阵面的焊接路径，实现了自动化的焊接路径规划，可以快速求解大规模阵面的焊接路径规划问题。本发明专利技术可以在焊接机器人的控制计算机上实现，无需增加其他硬件设备，速度快，通用性强，维护成本低。

A Path Planning Method for Automatic Welding of Antenna Array

The invention discloses an automatic welding path planning method for antenna array, which includes calculating the coordinates and welding angles of each pad based on the photographs of antenna array, dividing the antenna array into several sub-regions, planning welding paths for each sub-region, and planning welding paths between the sub-regions of antenna array to obtain the welding paths of antenna array. In the invention, the large antenna front is decomposed into small sub-areas, and the welding path is optimized in parallel for each sub-area, and then the path of sub-areas is connected to get the welding path of the whole front. The automatic welding path planning is realized, and the welding path planning problem of large-scale front can be solved quickly. The invention can be realized on the control computer of the welding robot without adding other hardware equipment, has fast speed, strong versatility and low maintenance cost.

【技术实现步骤摘要】
一种天线阵面的自动焊接路径规划方法
本专利技术涉及路径规划方法。更具体地，涉及一种天线阵面的自动焊接路径规划方法。
技术介绍
在天线阵面的生产过程中，共有数千个不规则排布的焊点，使用人工焊接不仅费时费力而且焊接质量也难以保证。与人工焊接相比，机器人焊接的质量高且一致性好，可以大大降低焊接成本。特别地，近期出现了利用计算机视觉技术确定焊点位置的自动焊接机器人，该机器人可以通过对焊盘拍照来确定焊盘的位置和焊接的角度从而实现无人化焊接。随着机器人技术不断发展，焊接作业中使用机器人进行自动焊接的业务场景越来越多，因此，需要根据具体的应用场景对焊接路径进行规划以提高焊接机器人工作效率。在自动焊接的过程中，焊接机器人需要完成机械臂的平移、旋转、下降和抬起动作，其中下降和抬起是每次焊接都需要重复的相同动作，每次焊接时消耗的时间相同，不需要进行优化。平移和旋转动作与焊接路径上相邻的两个焊点之间的相对位置关系有关，其消耗的时间是和每次焊接时焊点的位置和姿态相关的变量，如果不对焊接路径进行规划，可能导致机械臂进行很多不必要的平移和旋转动作，焊接效率会大大降低。因此，在天线焊接任务中根据焊点的位置和姿态对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天线阵面的自动焊接路径规划方法，其特征在于，所述路径规划方法包括：基于天线阵面照片计算每个焊盘的坐标和焊接角度，所述天线阵面照片中显示有多个焊盘；将所述天线阵面划分为多个子区域；分别对每个所述子区域规划焊接路径；及规划所述天线阵面中子区域之间的焊接路径，得到所述天线阵面的焊接路径。

【技术特征摘要】
1.一种天线阵面的自动焊接路径规划方法，其特征在于，所述路径规划方法包括：基于天线阵面照片计算每个焊盘的坐标和焊接角度，所述天线阵面照片中显示有多个焊盘；将所述天线阵面划分为多个子区域；分别对每个所述子区域规划焊接路径；及规划所述天线阵面中子区域之间的焊接路径，得到所述天线阵面的焊接路径。2.根据权利要求1所述的路径规划方法，其特征在于，所述基于天线阵面照片计算每个焊盘的坐标和焊接角度包括：基于所述天线阵面照片建立直角坐标系，其中以所述天线阵面的最左下方的一点为直角坐标系的坐标原点，并定义x轴方向的角度为0，其中，所述天线阵面照片为机器人对所述天线阵面进行拍照得到；基于公式xi＝Δ×wi计算天线阵面照片中对应焊盘pi的横坐标xi；基于公式yi＝Δ×hi计算天线阵面照片中对应焊盘pi的纵坐标yi；及基于公式ai＝arctan(yi/xi)计算天线阵面照片中对应焊盘pi的焊接角度ai；其中，i为大于等于1的整数，Δ为经过标定后天线阵面照片中相邻两个像素点之间的距离，wi为天线阵面照片中对应焊盘pi的中心像素点在x轴方向上到原点所间隔的像素数量，hi为天线阵面照片中对应焊盘pi的中心像素点在y轴方向上到原点所间隔的像素数量。3.根据权利要求2所述的路径规划方法，其特征在于，所述将所述天线阵面划分为多个子区域包括：基于所述天线阵面照片的中焊盘的数量，将所述天线阵面划分为m行n列多个子区域，所述多个子区域中的每个具有内大小相同的面积。4.根据权利要求3所述的路径规划方法，其特征在于，所述分别对每个所述子区域规划焊接路径包括：构建所述子区域对应数学模型为加权无向完全图G＝(V,E)；及确定所述数学模型的目标函数和约束条件；其中，V＝{pii＝1,…,n}用于表示G中所有焊盘的集合，E用于表示G中所有边的集合，E(i,j)用于表示连接点pi和pj的边，w(i,j)用于表示从顶点pi到顶点pj的权值，dij用于表示pi和pj之间的欧式距离，δij用于表示pi和pj的角度差，v用于表示机械臂的平移速度，ω用于表示机械臂的旋转角速度。5.根据权利要求4所述的路径规划方法，其特征在于，所述数学模型的目标函数和约束条件为：zij∈{0,1}i,j＝1,···,n(4)其中，目标函数中的Z是由zij组成的矩阵；约束条件(1)和约束条件(2)用于表示路径上的每个焊盘限制为一个入边和一个出边，以保证焊接路径不重复地经过每一个焊盘；约束条件(3)用于保证在路径中没有子回路；约束条件(4)中，zij＝1时表示边E(i,j)被包含在路径中，zij＝0时表示边E(i,j)不被包含在路径中；约束条件(5)用于表示边E(i,j)的权值等于机械臂由pi到pj进行平移和旋转的时间和；约束条件(6)和约束条件(7)用于表示距离和角度差的计算公式。6.根据权利要求5所述的路径规划方法，其特征在于，使用Christofides算法求解所述数学模型，具体包括：Step1：使用Prim算法求G＝(V,E)的最小生成树T，包括：Step1.1：对焊盘集合进行初始化Vnew＝{p}，其中，p为V中的任意一个节点，Enew＝{}；Step1.2：重复以下步骤a及步骤b，直至Vnew＝V：a...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金祥，
申请(专利权)人：北京无线电测量研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11