一种腔体焊接定位方法技术

本发明专利技术公开一种腔体焊接定位方法，包括如下步骤：步骤S1：在待焊焊缝的起始位置以及终点位置进行样点采集，得到总的初始样点集合；步骤S2：对初始样点集合进行优化处理，得到样点真值集合；步骤S3：利用BA算法处理样点真值集合，得到可用样点集合；步骤S4：对可用样点集合中关于待焊焊缝起始位置和终点位置的可用样点进行区分和处理，得到焊缝起点和终点的最优定位样点；步骤S5：执行机构根据最优定位样点完成定位；本发明专利技术的腔体焊接定位方法进行采样后，设定基准去除异常采样点后进行平滑处理得到样点真值集合，后将样点真值集合利用BA算法进行优化计算，定位结果准确性高。定位结果准确性高。定位结果准确性高。

【技术实现步骤摘要】
一种腔体焊接定位方法


[0001]本专利技术涉及焊接自动化领域，具体涉及一种腔体焊接定位方法。

技术介绍

[0002]现有焊缝起始点定位常用人工定位、机械定位、高压寻位，但是对于钢构腔体(钢结构腔体)定位而言，现有钢结构腔体焊接定位存在的问题是：1、钢构腔体内部空间狭小，人工施工难度大，传统钢构腔体加工时大多依靠技术娴熟的焊工现场焊接，立焊以及仰焊工作难度较大，给焊工施工带来了极大的难度；2、受机加、装配与铆接等环节加工误差的影响，在钢构腔体内部的机械定位工装无法精准定位；高压寻位需要焊枪内的焊丝触碰工件内壁，但是钢构腔体焊缝起始点位置可达性差，焊枪通常难以达到。
[0003]综上所述，急需一种腔体焊接定位方法以解决现有技术焊接定位困难的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种腔体焊接定位方法，以解决现有技术焊接定位困难的问题，具体技术方案如下：
[0005]一种腔体焊接定位方法，包括如下步骤：
[0006]步骤S1：在待焊焊缝的起始位置以及终点位置进行样点采集，得到总的初始样点集合；
[0007]步骤S2：对初始样点集合进行优化处理，得到样点真值集合；
[0008]步骤S3：利用BA算法处理样点真值集合，得到可用样点集合；
[0009]步骤S4：对可用样点集合中关于待焊焊缝起始位置和终点位置的可用样点进行区分和处理，得到焊缝起点和终点的最优定位样点；
[0010]步骤S5：执行机构根据最优定位样点完成定位。
[0011]以上技术方案优选的，所述步骤S1中，通过激光传感器在焊缝的起始位置以及终点位置共取n个样点，得到初始样点集合{x
i
}；x
i
表示初始样点集合中的第i个样点。
[0012]以上技术方案优选的，所述步骤S2包括步骤S2.1，具体是，利用式1)对初始样点集合{x
i
}进行滤波处理，得到滤波后的初始样点集合，式1)如下：
[0013][0014]其中，x
i
表示初始样点集合中的第i个样点；x
median
表示初始样点集合的中位数；σ
median
为比较参考；y
i
表示初始样点集合中第i个样点的标准函数，当y
i
＞Q时，则剔除该样点，当y
i
≤Q，则在初始样点集合中保留该样点；Q为常数。
[0015]以上技术方案优选的，所述步骤S2.1中，σ
median
＝1.4826{|x
i
‑
x
median
|}；Q＝2.5。
[0016]以上技术方案优选的，步骤S2还包括步骤S2.2，具体是，利用式2)对滤波后的初始样点集合进行平滑处理，得到样点真值集合式2)如下：
[0017][0018]其中，表示样点真值集合中的第i个样点；x
i
表示初始样点集合中的第i个样点；m为平滑阶数；L为样点真值集合中样点的总个数。
[0019]以上技术方案优选的，所述步骤S3包括用于全局探索的步骤S3.1，利用式3)对样点真值集合中的样点进行迭代，得到迭代后的样点，并生成第一随机分布数rand1，根据rand1判定将该样点作为局部解或剔除该样点，式3)如下：
[0020][0021]其中，设定某蝙蝠i在D维空间定向运动，该蝙蝠i在第t次迭代时所在空间的位置即为所在位置；该蝙蝠i在第t次迭代时有唯一运动频率f
i
以及运行速度v
i
，表示该蝙蝠i在t次迭代后的速度；f
min
表示该蝙蝠i在运动过程中的最小频率；f
max
表示该蝙蝠i在运动过程中的最大频率；表示蝙蝠i在t次迭代后的位置；表示当前所有蝙蝠的最优解；Γ为矫正因子；β为(
‑
1，1)的随机值，服从均匀分布。
[0022]以上技术方案优选的，还包括用于局部勘探的步骤3.2，
[0023]第一步，利用式4)对步骤S3.1中得到的局部解进行随机扰动得到新解
[0024]第二步，利用新解式3)以及式5)进行迭代，并生成第二随机分布数rand2，根据第二随机分布数rand2判定将该迭代后的样点作为可用样点之一或剔除该样点，多个可用样点得到可用样点集合，式4)以及式5)如下：
[0025][0026][0027]其中，为对局部解随机扰动后产生的新解；ε为[
‑
1，1]的随机值；表示第t次迭代时所有蝙蝠响度的平均值；表示蝙蝠i在第t次迭代时的响度值；表示蝙蝠i在第t次迭代时的波长；表示蝙蝠i在未迭代时的波长；α和γ均为常量。
[0028]以上技术方案优选的，所述步骤3.1中，所述矫正因子其中，b为服从β分布的随机数；t为迭代次数；T
max
为最大迭代次数；e为自然常数。
[0029]以上技术方案优选的，所述步骤S4包括步骤S4.1和步骤S4.2；
[0030]步骤S4.1：
[0031]第一步，利用式6)得到可用样点集合{p
j
}中各个样点的反解，式6)如下：
[0032][0033]其中，p
j
表示可用样点集合中的第j个样点；表示可用样点集合中第j个样点的反解；a为优化值上极限；d为优化值下极限；
[0034]第二步，根据式7)判定是否将可用样点集合{p
j
}中的样点替换为该样点所对应的反解，得到定位样点集合，式7)如下：
[0035][0036]其中，表示Δp
j
表示可用样点集合中第j个样点与当前所有蝙蝠的最优解的差值的绝对值；表示可用样点集合中第j个样点的反解与当前所有蝙蝠的最优解的差值的绝对值；当时，将当前样点纳入定位样点集合，当时，取当前样点对应的反解纳入定位样点集合；
[0037]步骤S4.2：
[0038]第一步，对定位样点集合中的样点进行区分，得到待焊焊缝起始点位置的M个定位样点以及待焊焊缝终点位置的K个定位样点；
[0039]第二步，取M个定位样点的算术平均值，得到焊缝起始位置的最优定位样点；取K个定位样点的算术平均值，得到焊缝终点位置的最优定位样点。
[0040]以上技术方案优选的，所述步骤S5中，最优定位样点代入逆运动学公式，得出执行机构的动作参数，执行机构根据动作参数定位至焊接起始点或终点。
[0041]应用本专利技术的技术方案，具有以下有益效果：
[0042](1)本专利技术的腔体焊接定位方法进行采样后，设定基准去除异常采样点后进行平滑处理得到样点真值集合，后将样点真值集合利用BA算法进行优化计算，定位结果准确性高。
[0043](2)本专利技术利用激光传感器进行定位，可达性好；整体模块拆装方便，进行钢构换装生产时，即可移动整体模块，也可移动工件进行生产。
[0044](3)本专利技术在全本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种腔体焊接定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：在待焊焊缝的起始位置以及终点位置进行样点采集，得到总的初始样点集合；步骤S2：对初始样点集合进行优化处理，得到样点真值集合；步骤S3：利用BA算法处理样点真值集合，得到可用样点集合；步骤S4：对可用样点集合中关于待焊焊缝起始位置和终点位置的可用样点进行区分和处理，得到焊缝起点和终点的最优定位样点；步骤S5：执行机构根据最优定位样点完成定位。2.根据权利要求1所述的腔体焊接定位方法，其特征在于，所述步骤S1中，通过激光传感器在焊缝的起始位置以及终点位置共取n个样点，得到初始样点集合{x
i
}；x
i
表示初始样点集合中的第i个样点。3.根据权利要求1所述的腔体焊接定位方法，其特征在于，所述步骤S2包括步骤S2.1，具体是，利用式1)对初始样点集合{x
i
}进行滤波处理，得到滤波后的初始样点集合，式1)如下：其中，x
i
表示初始样点集合中的第i个样点；x
median
表示初始样点集合的中位数；σ
median
为比较参考；y
i
表示初始样点集合中第i个样点的标准函数，当y
i
＞Q时，则剔除该样点，当y
i
≤Q，则在初始样点集合中保留该样点；Q为常数。4.根据权利要求3所述的腔体焊接定位方法，其特征在于，所述步骤S2.1中，σ
median
＝1.4826{|x
i
‑
x
median
|}；Q＝2.5。5.根据权利要求3所述的腔体焊接定位方法，其特征在于，步骤S2还包括步骤S2.2，具体是，利用式2)对滤波后的初始样点集合进行平滑处理，得到样点真值集合式2)如下：其中，表示样点真值集合中的第i个样点；x
i
表示初始样点集合中的第i个样点；m为平滑阶数；L为样点真值集合中样点的总个数。6.根据权利要求5所述的腔体焊接定位方法，其特征在于，所述步骤S3包括用于全局探索的步骤S3.1，利用式3)对样点真值集合中的样点进行迭代，得到迭代后的样点，并生成第一随机分布数rand1，根据rand1判定将该样点作为局部解或剔除该样点，式3)如下：
其中，设定某蝙蝠i在D维空间定向运动，该蝙蝠i在第t次迭代时所在空间的位置即为所在位置；该蝙蝠i在第t次迭代时有唯一运动频率f
i
以及运行速度v
i
，表示该蝙蝠i在t次迭代后的速度；f

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，李鹏，戴熙礼，李肖，蒲英钊，马金琦，汪雷，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：