【技术实现步骤摘要】
一种用于大曲率管件全位置焊接的机器人焊缝跟踪方法
[0001]本专利技术属于焊接加工领域，具体涉及一种用于大曲率管件全位置焊接的机器人焊缝跟踪方法。
技术介绍
[0002]随着人工智能的迅速发展，焊接机器人已经引入工业作业中。焊接机器人是从事焊接的工业机器人，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机(Manipulator)。因此焊接机器人作业时必须预先对其焊接工艺参数和焊接路径进行人为设定，对焊接工况条件的一致性要求比较。现有的焊缝跟踪方法多使用爬壁机器人，能适用于管件焊缝跟踪的，基本是大直径管件，不适用于常规工业机器人，且不适用于小半径管件焊接，因此目前对小半径的管件焊接方法成为本领域的研究重点。
[0003]目前小半径管件的焊接以及焊缝跟踪采用结合变位机的方法进行焊接，机器人固定在一个确定位置，被焊的管道通过轴向施加的旋转力，使其按照设定的转速旋转，焊枪便在同一位置连续施焊，从而得到完整的成形焊缝的技术，但是当管子无法旋转或变位机无法应用时结合变机位的焊接方法无法应用，进而无法实现全位置的焊接及焊缝...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于大曲率管件全位置焊接的机器人焊缝跟踪方法，其特征在于所述方法具体过程为：步骤一、获得激光传感器坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵；步骤二、获得示教的圆弧坐标系到机器人基坐标系的转换矩阵，具体过程为：步骤二一、通过在线示教获得机器人全位置激光焊接初始路径；步骤二二、将激光焊接初始路径输入控制器获得空间圆弧空间坐标系H；步骤二三、获得圆弧空间坐标系H到机器人基坐标系B的转换矩阵步骤三、根据步骤一和步骤二获得的矩阵获得圆弧坐标系下的焊缝点偏差，具体过程为：步骤三一、将激光传感器坐标系下检测的焊缝点转换到圆弧坐标系下；步骤三二、获得激光传感器检测的焊缝点和示教轨迹上的焊缝点在圆弧的法向上的偏差Δu和垂向上的偏差Δw；步骤四、采用SG平滑算法对法向上的偏差Δu和垂直方向上的偏差Δw分别进行平滑；步骤五、将平滑后的半径的偏差Δu、向的偏差Δw输入PID控制器获得平滑、稳定的焊缝跟踪偏差；步骤六、根据步骤五获得的焊缝跟踪偏差获得机器人基坐标系下焊缝纠偏后的焊缝点。2.根据权利要求1所述的一种用于大曲率管件全位置焊接的机器人焊缝跟踪方法，其特征在于：所述步骤一中获得激光传感器坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵，具体过程为：步骤一一、获得激光传感器坐标系下的焊缝点的坐标机器人工具坐标系下测试的焊缝点坐标步骤一二、设置激光传感坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵为：其中，是设置的激光传感坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵，S是激光传感器坐标系，x是激光传感器坐标系S下的焊缝x向位置信息，z是激光传感器坐标系S下的焊缝z向位置信息；所述激光传感器坐标系S通过激光传感器直接检测并提取焊缝信息获得；所述激光传感器坐标系S下的焊缝x、z向位置信息通过激光传感器直接获得；步骤一三、将激光传感器坐标系下的空间焊缝点坐标和机器人工具坐标系下的焊缝点坐标输入设置的激光传感坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵：
将公式(2)进一步转换获得：步骤一四、采用最小二乘法求解公式(3)获得转换矩阵中的参数步骤一五、根据步骤一四获得的参数获得步骤一五、根据步骤一四获得的参数获得步骤一六、将获得的参数输入设置的激光传感坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵中获得激光传感坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵3.根据权利要求2所述的一种用于大曲率管件全位置焊接的机器人焊缝跟踪方法，其特征在于；所述步骤三一中将激光传感器检测的焊缝点转换到圆弧坐标系下，具体过程为：其中，为机器人工具坐标系到机器人基坐标系的转换矩阵，由机器人末端位姿得到；为激光传感器坐标系到机器人工具坐标系的转换矩阵，P
H
＝(u',v',w')是圆弧坐标系下的焊缝点，P
S
是激光传感器检测的焊缝点，是圆弧空间坐标系H到机器人基坐标系B的转换矩阵；所述由机器人...
【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞峰，王珂，刘志恒，葛连正，赵立军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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