波纹板外部轴跟踪系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了波纹板外部轴跟踪系统及其方法。波纹板外部轴跟踪方法包括以下步骤：步骤S1：标定机器人的TCP点；步骤S2：将机器人、工控机、激光位移传感器和PLC模组组成局域网；步骤S3：示教机器人的枪姿、安全点和过渡点；步骤S4：计算滑台的方向向量；步骤S5：标定相机与机器人的世界坐标系；步骤S6：根据波纹板的波纹的所在位置进行参数初始设置，以分隔出区域并且形成区域分界线；步骤S7：启动机器人的运行程序并且在预置的偏差范围内自动进行轨迹规划和轨迹补偿，以根据确定的焊接工艺进行批量生产。本发明专利技术公开的波纹板外部轴跟踪系统及其方法，自动进行轨迹规划和轨迹补偿，满足工艺精度在0.5mm～1mm的焊接工艺要求。

Tracking system and method of corrugated plate external axis

【技术实现步骤摘要】
波纹板外部轴跟踪系统及其方法
本专利技术属于波纹板焊接加工
，具体涉及一种波纹板外部轴跟踪系统和一种波纹板外部轴跟踪方法。
技术介绍
公开号为CN104588839B，主题名称为用于大型复杂箱形结构件的焊缝自动跟踪方法的专利技术专利，其技术方案公开了“步骤是：⑴、将组装成型的大型复杂箱形结构件放置在自动焊接工位上；⑵、在自动焊接设备的焊枪端部安装摆动撞针，通过撞针反复摆碰焊缝两边来反馈焊缝摆幅信息；⑶、通过设备控制系统与设定的理论摆幅进行比较，计算摆幅差值；⑷、依据摆幅差值调整焊枪姿态至正确位置，起弧施焊直至完成结构件所有焊缝的自动跟踪及焊接”。然而，在波纹板焊接加工
，以上述专利技术专利为例，尽管可以利用工业机器人实现自动化焊接，但是以波纹板为代表的工件的焊缝位置常常因制造精度而存在偏差。另一方面，工件的夹具，也为了适应生产节拍和成本的需求，不可能有太高的定位精度，导致了批量生产的工件中，焊缝位置经常存在10～20mm的偏差，这不能满足精度要求在1mm，甚至0.5mm的焊接工艺要求。再一方面，如果针对每个工件，重新示教机器人的运动轨迹，则大大降低了生产效率，在生产过程中不具有可实施性。注意到存在应用焊缝跟踪器的实例，在一定程度上可以改善精度。然而，在波纹板焊接的过程中，需要改变枪姿来控制焊接成型的波纹板，焊缝跟踪器已经不能满足要求，需要进一步改进。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的状况，克服以上缺陷，提供一种波纹板外部轴跟踪系统和一种波纹板外部轴跟踪方法。>本专利技术专利申请公开的波纹板外部轴跟踪系统及其方法，其主要目的在于，使用激光位移传感器，安装到机器人的焊接位置前的滑台上，扫描波纹板，自动生成机器人运行轨迹，并控制机器人焊接路径的方法。本专利技术专利申请公开的波纹板外部轴跟踪系统及其方法，其另一目的在于，满足工艺精度在0.5mm～1mm的焊接工艺要求。本专利技术专利申请公开的波纹板外部轴跟踪系统及其方法，其另一目的在于，本专利技术采用以下技术方案，所述波纹板外部轴跟踪方法包括以下步骤：步骤S1：标定机器人的TCP点；步骤S2：将机器人、工控机、激光位移传感器和PLC模组组成局域网；步骤S3：示教机器人的枪姿、安全点和过渡点；步骤S4：计算滑台的方向向量；步骤S5：标定相机与机器人的世界坐标系；步骤S6：根据波纹板的波纹的所在位置进行参数初始设置，以分隔出区域并且形成区域分界线；步骤S7：启动机器人的运行程序并且在预置的偏差范围内自动进行轨迹规划和轨迹补偿，以根据确定的焊接工艺进行批量生产。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S1具体实施为以下步骤：利用预置的标定法，在工件标准放置位置的中间位置进行标定TCP点；在TCP点标定完成后，转动机器人的焊枪，判断TCP点的偏移量是否满足预设的偏移量阈值。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S2具体实施为以下步骤：工控机通过POE交换机与机器人、激光位移传感器和PLC模组建立双向通讯连接，以组成局域网。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S3具体实施为以下步骤：运行工控机的运行软件，运行机器人的示教器的运行软件，在枪姿、安全点、过渡点示教完成后，自动运行机器人的运行程序，完成示教的机器人与工控机进行通信，将安全点、过渡点和枪姿发送到工控机，由工控机保存。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S4具体实施为以下步骤：步骤S4.1：将滑台的滑块移动到最开始端，在滑块上取一个位置点做标记，并将机器人的TCP点对准该标记点，由机器人的示教器或者工控机读取机器人的当前位置；将滑台的滑块移动到最结尾端，将机器人的TCP点再次对准该标记点(，由机器人的示教器或者工控机读取机器人的当前位置；根据两次位置，计算出滑台方向的首尾两个世界坐标，其中，首坐标A和尾坐标B分别为：A(XA，YA，ZA，WA，PA，RA)；B(XB，YB，ZB，WB，PB，RB)。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S5具体实施为以下步骤：步骤S5.1：将滑台移动到中间位置，记录当前的滑台坐标；步骤S5.2：启动激光位移传感器，使其对准搭接缝；步骤S5.3：使用工控机的软件，确认识别出切点的位置；步骤S5.4：将机器人的TCP点对准搭接缝的识别位置；步骤S5.5：循环步骤S5.2～步骤S5.4，直至输入六组搭接缝的坐标；步骤S5.6：使用工控机的运行软件进行标定运算，完成相机与机器人的世界坐标系的标定，以获得六组搭接缝分别在机器人的世界坐标系的坐标bi和对应的在相机坐标系下的坐标ai。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S4还包括以下步骤：步骤S4.2：根据首坐标A和尾坐标B计算获得三个方向(X轴Y轴Z轴)的差值P：P(XA-XB，YA-YB，ZA-ZB)；步骤S5还包括以下步骤：步骤S5.7：机器人的世界坐标系的坐标bi和相机(滑块)坐标系下的坐标ai的对应关系为：bi＝Hai，其中：根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S6具体实施为以下步骤：依据波纹板的波纹的所在位置向运行软件输入参数，以分隔出区域，从而形成区域分界线，使得运行软件在自动运行过程中，每次到达这些区域分界线时，会进行轨迹规划和轨迹补偿。根据上述技术方案，作为上述技术方案的进一步优选技术方案，步骤S7中的焊接工艺包括焊接电流、焊接电压和焊接速度。本专利技术专利申请还公开了波纹板外部轴跟踪系统，用于实施以上任一种技术方案记载的波纹板外部轴跟踪方法。本专利技术公开的波纹板外部轴跟踪系统及其方法，其有益效果在于，自动进行轨迹规划和轨迹补偿，满足工艺精度在0.5mm～1mm的焊接工艺要求。附图说明图1是本专利技术专利的波纹板延长线与方钢的交点的流程框图。图2是本专利技术专利的识别波纹板的拐点的流程框图。具体实施方式本专利技术公开了一种波纹板外部轴跟踪方法和一种波纹板外部轴跟踪系统，下面结合优选实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。值得一提的是，本专利技术专利申请涉及的(高速)激光位移传感器，可被定义为本专利技术专利申请涉及的相机(工业相机)，为同一概念，特此声明。参见附图的图1至图2，图1示出了波纹板外部轴跟踪系统及其方法的部分流程，图2示出了波纹板外部轴跟踪系统及其方法的部分流程。优选实施例。优选地，所述波纹板外部轴跟踪方法包括以下步骤：步骤S1：标定机器人的TCP点；步骤S2：将机器人、工控机、激光位移传感器和PLC模组组成局域网；步骤S3：示教机器人的枪姿、安全点和过渡点；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，波纹板外部轴跟踪方法包括以下步骤：/n步骤S1：标定机器人的TCP点；/n步骤S2：将机器人、工控机、激光位移传感器和PLC模组组成局域网；/n步骤S3：示教机器人的枪姿、安全点和过渡点；/n步骤S4：计算滑台的方向向量；/n步骤S5：标定相机与机器人的世界坐标系；/n步骤S6：根据波纹板的波纹的所在位置进行参数初始设置，以分隔出区域并且形成区域分界线；/n步骤S7：启动机器人的运行程序并且在预置的偏差范围内自动进行轨迹规划和轨迹补偿，以根据确定的焊接工艺进行批量生产。/n

【技术特征摘要】
1.一种波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，波纹板外部轴跟踪方法包括以下步骤：
步骤S1：标定机器人的TCP点；
步骤S2：将机器人、工控机、激光位移传感器和PLC模组组成局域网；
步骤S3：示教机器人的枪姿、安全点和过渡点；
步骤S4：计算滑台的方向向量；
步骤S5：标定相机与机器人的世界坐标系；
步骤S6：根据波纹板的波纹的所在位置进行参数初始设置，以分隔出区域并且形成区域分界线；
步骤S7：启动机器人的运行程序并且在预置的偏差范围内自动进行轨迹规划和轨迹补偿，以根据确定的焊接工艺进行批量生产。


2.根据权利要求1所述的波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，步骤S1具体实施为以下步骤：
利用预置的标定法，在工件标准放置位置的中间位置进行标定TCP点；
在TCP点标定完成后，转动机器人的焊枪，判断TCP点的偏移量是否满足预设的偏移量阈值。


3.根据权利要求2所述的波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，步骤S2具体实施为以下步骤：
工控机通过POE交换机与机器人、激光位移传感器和PLC模组建立双向通讯连接，以组成局域网。


4.根据权利要求3所述的波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，步骤S3具体实施为以下步骤：
运行工控机的运行软件，运行机器人的示教器的运行软件，在枪姿、安全点、过渡点示教完成后，自动运行机器人的运行程序，完成示教的机器人与工控机进行通信，将安全点、过渡点和枪姿发送到工控机，由工控机保存。


5.根据权利要求4所述的波纹板外部轴跟踪方法，其特征在于，步骤S4具体实施为以下步骤：
步骤S4.1：将滑台的滑块移动到最开始端，在滑块上取一个位置点做标记，并将机器人的TCP点对准该标记点，由机器人的示教器或者工控机读取机器人的当前位置；
将滑台的滑块移动到最结尾端，将机器人的TCP点再次对准该标记点(，由机器人的示教器或者工控机读取机器人的当前位置；
根据两次位置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱金明，吴兴华，李栋梁，
申请(专利权)人：创想智控科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51