焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质，该方法包括：获取待焊接工件的第一焊缝位置，所述第一焊缝位置为所述待焊接工件的焊缝在机床坐标系的位置；在当前焊接场景的数字孪生场景中，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，所述当前运动轨迹包括：焊接所述焊缝时所述焊接头的焊接轨迹和空移轨迹；基于所述当前运动轨迹，控制所述焊接头进行焊接。接头进行焊接。接头进行焊接。

【技术实现步骤摘要】
焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质


[0001]本专利技术涉及自动焊接领域，尤其涉及一种焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质。

技术介绍

[0002]目前在工业焊接自动化场景中，机器人需要预先学习该以怎样的轨迹运动，然后对待焊接工件中的焊缝进行焊接。
[0003]现有相关技术中，可以通过人工示教的方式指导机器人，例如通过人工操作的方式操作机器人的运动，使其焊接头能够沿对应的运动轨迹运动，机器人运动后可记忆运动轨迹，从而基于所记忆的运动轨迹实现相同工件的焊接工作。
[0004]然而，这种方式一方面对使用者技术要求高，另一方面非常的耗时，而且一次示教只能针对一种工件，缺乏通用性。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质，以解决的焊接耗时、缺乏通用性问题。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供了一种焊接轨迹生成方法，包括：获取待焊接工件的第一焊缝位置，所述第一焊缝位置为所述待焊接工件的焊缝在机床坐标系的位置；在当前焊接场景的数字孪生场景中，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，所述当前运动轨迹包括：焊接所述焊缝时所述焊接头的焊接轨迹和空移轨迹；基于所述当前运动轨迹，控制所述焊接头进行焊接。
[0007]可选的，所述获取待焊接工件的第一焊缝位置之前，包括：
[0008]控制3D相机采集所述待焊接工件的3D图像；
[0009]识别所述待焊接工件的3D图像中的焊缝，得到相机坐标系下的第二焊缝位置；
[0010]利用预先标定的转化矩阵，将所述第二焊缝位置转换至机床坐标系，得到所述第一焊缝位置。
[0011]可选的，识别所述待焊接工件的3D图像中的焊缝，得到相机坐标系下的第二焊缝位置，包括：
[0012]确定所述焊缝的参考焊缝特征信息；所述焊缝的参考焊缝特征信息表征了所述焊缝在所述3D图像中所应具有的形态特征；
[0013]在所述待焊接工件的3D图像中，基于所述焊缝的参考焊缝特征信息，识别所述焊缝。
[0014]可选的，确定所述焊缝的参考焊缝特征信息，包括：
[0015]获取所述待焊接工件的类型；
[0016]基于所述待焊接工件的类型，以及不同类型与不同参考焊缝特征信息的映射关系，确定所述焊缝的参考焊缝特征信息。
[0017]可选的，所述焊缝的参考焊缝特征信息包括：所述焊缝所包含的焊缝特征单元；所
述焊缝特征单元包括焊缝段和/或焊缝特征点；
[0018]若所述焊缝特征单元的数量为多个，则所述焊缝的参考焊缝特征信息还包括：以下至少之一：
[0019]所述焊缝中各焊缝特征单元的相对位置关系；
[0020]所述焊缝中各焊缝特征单元的连接关系。
[0021]可选的，所述焊接头安装于焊枪，所述焊枪通过法兰板连接机械臂，所述机械臂连接于基座，且能够相对于所述基座运动；
[0022]所述转化矩阵是通过以下过程标定的：
[0023]在所述3D相机相对于指定标记物处于第一相对位置时，获取所述3D相机采集到的包含所述指定标记物的第一3D图像，并基于所述第一3D图像，计算所述3D相机相对于所述指定标记物的第一相对位姿；
[0024]通过控制所述机械臂运动，令所述3D相机相对于指定标记物发生位置变化；
[0025]在所述3D相机相对于所述指定标记物处于第二相对位置时，获取所述3D相机采集到的包含所述指定标记物的第二3D图像，并基于所述第二3D图像，计算所述3D相机相对于所述指定标记物的第二相对位姿；
[0026]获取第三相对位姿与第四相对位姿，所述第三相对位姿为：处于所述第一相对位置时，所述机械臂的指定部位相对于所述基座的位姿；所述第四相对位姿为：处于所述第二相对位置时，所述机械臂的指定部位相对于所述基座的位姿；
[0027]基于所述第一相对位姿、所述第二相对位姿、所述第三相对位姿与所述第四相对位姿，确定目标对象相对于所述3D相机的相对位姿，得到所述转换矩阵；
[0028]其中；
[0029]若所述3D相机安装于所述机械臂并随所述机械臂运动，则所述目标对象为所述机械臂的指定部位；
[0030]若所述3D相机与所述基座的位置相对固定，则所述目标对象为所述基座。
[0031]可选的，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，包括：
[0032]确定所述焊缝的多个焊缝段之间的焊接次序，并为每个焊缝段配置一段用于焊接对应焊缝段的焊接轨迹；
[0033]若焊接次序中的第N条焊缝段的焊接轨迹与第N+1条焊缝段的焊接轨迹不连续，则产生对应的空移轨迹。
[0034]可选的，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，还包括：
[0035]通过在所述数字孪生场景中对焊接头运动过程的模拟，确定所述焊接头的图元模型沿所述当前运动轨迹运动时，所述数字孪生场景中的多个图元模型间未发生碰撞。
[0036]根据本专利技术的第二方面，提供了一种焊接轨迹生成装置，包括，
[0037]获取模块，用于获取待焊接工件的第一焊缝位置，所述第一焊缝位置为所述待焊接工件的焊缝在机床坐标系的位置；
[0038]轨迹生成模块，用于在当前焊接场景的数字孪生场景中，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，所述当前运动轨迹包括：焊接所述焊缝时所述焊接头的焊接轨迹和空移轨迹；
[0039]焊接模块，用于基于所述当前运动轨迹，控制所述焊接头进行焊接。
[0040]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括存储器与处理器，
[0041]所述存储器，用于存储代码；
[0042]所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现以上所述的方法。
[0043]根据本专利技术的第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现以上所述的方法。
[0044]本专利技术提供的焊接轨迹生成方法、装置、设备与介质中，根据第一焊缝位置，在数字孪生场景中生成运动轨迹，可得到不同焊缝位置需要的焊接轨迹，避免了人工示教的方式，有效提高通用性，以及焊接效率；此外，本专利技术将焊接头运动轨迹分为焊接轨迹和空移轨迹，需要焊接的部分规划为焊接轨迹，仅需要焊接头移动的部分规划为空移轨迹，充分全面地模拟了真实的焊接过程，提高了所规划当前运动轨迹的精准度，还有助于保障焊接的安全性。
[0045]本专利技术可选方案中，通过3D相机获取待焊接工件的第一焊缝位置，确定了焊接的范围，避免用激光传感器扫描焊缝再进行额外的定位和寻位，减少焊接成本。
附图说明
[0046]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0047]图1是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，包括：获取待焊接工件的第一焊缝位置，所述第一焊缝位置为所述待焊接工件的焊缝在机床坐标系的位置；在当前焊接场景的数字孪生场景中，基于所述第一焊缝位置，生成焊接头的当前运动轨迹，所述当前运动轨迹包括：焊接所述焊缝时所述焊接头的焊接轨迹和空移轨迹；基于所述当前运动轨迹，控制所述焊接头进行焊接。2.根据权利要求1所述的一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，所述获取待焊接工件的第一焊缝位置之前，包括：控制3D相机采集所述待焊接工件的3D图像；识别所述待焊接工件的3D图像中的焊缝，得到相机坐标系下的第二焊缝位置；利用预先标定的转化矩阵，将所述第二焊缝位置转换至机床坐标系，得到所述第一焊缝位置。3.根据权利要求2所述的一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，识别所述待焊接工件的3D图像中的焊缝，得到相机坐标系下的第二焊缝位置，包括：确定所述焊缝的参考焊缝特征信息；所述焊缝的参考焊缝特征信息表征了所述焊缝在所述3D图像中所应具有的形态特征；在所述待焊接工件的3D图像中，基于所述焊缝的参考焊缝特征信息，识别所述焊缝。4.根据权利要求3所述的一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，确定所述焊缝的参考焊缝特征信息，包括：获取所述待焊接工件的类型；基于所述待焊接工件的类型，以及不同类型与不同参考焊缝特征信息的映射关系，确定所述焊缝的参考焊缝特征信息。5.根据权利要求4所述的一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，所述焊缝的参考焊缝特征信息包括：所述焊缝所包含的焊缝特征单元；所述焊缝特征单元包括焊缝段和/或焊缝特征点；若所述焊缝特征单元的数量为多个，则所述焊缝的参考焊缝特征信息还包括：以下至少之一：所述焊缝中各焊缝特征单元的相对位置关系；所述焊缝中各焊缝特征单元的连接关系。6.根据权利要求1所述的一种焊接轨迹生成方法，其特征在于，所述焊接头安装于焊枪，所述焊枪通过法兰板连接机械臂，所述机械臂连接于基座，且能够相对于所述基座运动；所述转化矩阵是通过以下过程标定的：在所述3D相机相对于指定标记物处于第一相对位置时，获取所述3D相机采集到的包含所述指定标记物的第一3D图像，并基于所述第一3D图像，计算所述3D相机相对于所述指定标记物的第一相对位姿；通过控制所述机械臂运动，令所述3D相机相对于指定标记物...

【专利技术属性】
技术研发人员：万章，曹建华，徐超，
申请(专利权)人：上海柏楚电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：