相邻坡口线自动剪裁方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器人智能切割技术领域，公开了一种相邻坡口线自动剪裁方法、装置、设备及存储介质，所述方法包括：获取待切割工件的相邻坡口参考线，查找所述相邻坡口参考线所形成的闭环，根据第一预设规则调整所述闭环的参考线端点首尾连接顺序，获得已调整坡口参考线，通过调整参考线的首尾连接顺序，从而适应各种线条类型坡口线；根据第二预设规则判断所述已调整坡口参考线是否需要剪裁，获得待剪裁的相邻坡口线，从而根据工艺需求调整剪裁策略，适应各种工艺需求，避免不同类型线条连接处容易出现交叉、未相交或错位等情况；根据所述待剪裁的相邻坡口线对所述待切割工件进行剪裁，从而完成坡口线剪裁，提高切坡口切割精度。提高切坡口切割精度。提高切坡口切割精度。

Automatic cutting method, device, equipment and storage medium of adjacent groove lines

【技术实现步骤摘要】
相邻坡口线自动剪裁方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人智能切割
，尤其涉及一种相邻坡口线自动剪裁方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]钢板切坡口是焊接的前一道工序，坡口精度和一致性是影响焊接质量的关键因素。对于轮廓简单的工件，如直线边钢板，传统的人工切坡口或数控坡口机尚能胜任。然而，现代工业中的钢板工件轮廓圆弧曲线多、种类多且持续新增，传统切坡口方法难以保证坡口精度和一致性。随着工业机器人应用的日益广泛，机器人携带火焰切割枪或等离子切割枪的切坡口方式，逐渐受到业界的重视。
[0003]目前，机器人切坡口的轨迹生成方法主要有纯人工示教、人工示教+视觉定位和激光跟踪切割3种：(1)纯人工示教方法有2种，第一种是人工操作机器人沿工件轮廓示教出一系列轨迹点，然后机器人再执行切割作业；第二种是在离线仿真软件中固定工件和机器人的相对位姿，生成离线轨迹后，再人工根据实际工件对轨迹点逐个修正；(2)人工示教和视觉定位的结合，在前述人工示教出切割轨迹的基础上，利用2D/3D视觉技术对工件进行识别定位后，机器人再沿重定位的切割轨迹作业；(3)激光跟踪切割方法，采用激光跟踪技术引导机器人沿工件轮廓运动。
[0004]但上述各种方法所生成的切割轨迹精度不高，特别是不同类型线条连接处容易出现交叉、未相交或错位等情况，特别是对坡口线内圈为直线+圆弧的情况、两直线接近平行的情形、直线与圆弧接近相切等多种情形，均无法适应，因此，如何对各种线条类型连接的情形下，提高切坡口的轨迹精度，避免轨迹出现偏差，导致无法正常执行切割任务是亟待解决的技术问题。
[0005]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的主要目的在于提供一种相邻坡口线自动剪裁方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中切坡口的轨迹精度不高，轨迹易出现偏差，导致无法正常执行切割任务的技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种相邻坡口线自动剪裁方法，所述相邻坡口线自动剪裁方法包括以下步骤：
[0008]获取待切割工件的相邻坡口参考线；
[0009]查找所述相邻坡口参考线所形成的闭环，根据第一预设规则调整所述闭环的参考线端点首尾连接顺序，获得已调整坡口参考线；
[0010]根据第二预设规则判断所述已调整坡口参考线是否需要剪裁，获得待剪裁的相邻坡口线；
[0011]根据所述待剪裁的相邻坡口线对所述待切割工件进行剪裁。
[0012]优选地，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线对所述待切割工件进行剪裁，包括：
[0013]根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点；
[0014]根据所述替换点通过近点替换函数对相邻的两段坡口线进行近点替换，获得模板坡口线；
[0015]根据所述模板坡口线对所述待切割工件进行剪裁。
[0016]优选地，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点，包括：
[0017]若所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系为直线到直线，则根据所述待剪裁的相邻坡口线中相邻的第一段直线坡口线和第二段直线坡口线分别对应的起点和终点拟合出一个平面；
[0018]将所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线的起点和终点投影至所述平面，得到投影后的两段直线段的起点和端点；
[0019]计算投影后的两段直线段的方向；
[0020]判断投影后的两段直线段的方向的乘积是否小于第一预设值；
[0021]若投影后的两段直线段的方向的乘积小于所述第一预设值，则根据所述第一段直线坡口线的近点计算函数计算离所述第二段直线坡口线的起点和终点分别最近的第一端点及对应的第一距离，根据所述最近的第一端点及对应的第一距离，计算所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线对应的替换点；
[0022]若投影后的两段直线段的方向的乘积等于零，则无需计算替换点；
[0023]若投影后的两段直线段的方向的乘积大于所述第一预设值，则通过直线参数方程计算所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线对应的替换点。
[0024]优选地，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点，包括：
[0025]若所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系为直线到圆弧或圆弧到直线，则计算所述待剪裁的相邻两段坡口线中直线坡口线的方向；
[0026]计算所述待剪裁的相邻两段坡口线中圆弧坡口线的圆心、半径和起点；
[0027]计算所述圆弧坡口线的圆心到所述直线坡口线的最近点；
[0028]比较所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之间的大小关系；
[0029]若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差的绝对值不大于第二预设值，则根据所述圆弧坡口线的近点计算函数计算离所述最近点最近的第二端点，根据所述直线坡口线的近点计算函数计算离所述第二端点最近的第三端点，根据所述第二端点和所述第三端点计算所述圆弧坡口线和所述直线坡口线对应的替换点；
[0030]若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差大于所述第二预设值，则无需计算替换点；
[0031]若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差小于所述第二预设值的相反数，则计算所述所述圆弧坡口线和所述直线坡口线的交点，根据所述交点以及所述直线坡口线针对所述圆心的远点，确定所述圆弧坡口线和所述直线坡口线对应的替换点。
[0032]优选地，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点，包括：
[0033]若所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系为圆弧到圆弧，则计算所述待剪裁的相邻坡口线中第一段圆弧坡口线的第一圆心和第二段圆弧坡口线的第二圆心；
[0034]计算所述第一圆心和所述第二圆心之间的方向向量；
[0035]若所述方向向量小于第三预设值，则根据所述第一段圆弧的终点、所述第二段圆弧的起点计算所述第一段圆弧坡口线和所述第二段圆弧坡口线对应的替换点；
[0036]若所述方向向量大于或等于所述第三预设值，则计算所述第一圆心到所述第二圆心向量的模值、以及所述第一段圆弧坡口线的第一半径和所述第二段圆弧坡口线的第二半径之和，当计算后的向量的模值与半径和之间的差值大于第四预设值，无需计算替换点，当计算后的向量的模值与半径和之间的差值不大于所述第四预设值，根据计算后的向量的模值、所述第一半径和所述第二半径，计算所述第一段圆弧坡口线和所述第二段圆弧坡口线对应的替换点。
[0037]优选地，根据第一预设规则调整所述闭环的首尾连接顺序，获得已调整坡口参考线，包括：
[0038]识别所述闭环的最外圈闭环和内圈闭环；
[0039]将所述最外圈闭环的参考线端点首尾连接顺序调整为顺时针，将所述内圈闭环的参考线端点首尾连接顺序调整为逆时针；或者，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相邻坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述相邻坡口线自动剪裁方法包括以下步骤：获取待切割工件的相邻坡口参考线；查找所述相邻坡口参考线所形成的闭环，根据第一预设规则调整所述闭环的参考线端点首尾连接顺序，获得已调整坡口参考线；根据第二预设规则判断所述已调整坡口参考线是否需要剪裁，获得待剪裁的相邻坡口线；根据所述待剪裁的相邻坡口线对所述待切割工件进行剪裁。2.如权利要求1所述的相邻坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线对所述待切割工件进行剪裁，包括：根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点；根据所述替换点通过近点替换函数对相邻的两段坡口线进行近点替换，获得模板坡口线；根据所述模板坡口线对所述待切割工件进行剪裁。3.如权利要求2中所述的相邻坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点，包括：若所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系为直线到直线，则根据所述待剪裁的相邻坡口线中相邻的第一段直线坡口线和第二段直线坡口线分别对应的起点和终点拟合出一个平面；将所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线的起点和终点投影至所述平面，得到投影后的两段直线段的起点和端点；计算投影后的两段直线段的方向；判断投影后的两段直线段的方向的乘积是否小于第一预设值；若投影后的两段直线段的方向的乘积小于所述第一预设值，则根据所述第一段直线坡口线的近点计算函数计算离所述第二段直线坡口线的起点和终点分别最近的第一端点及对应的第一距离，根据所述最近的第一端点及对应的第一距离，计算所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线对应的替换点；若投影后的两段直线段的方向的乘积等于零，则无需计算替换点；若投影后的两段直线段的方向的乘积大于所述第一预设值，则通过直线参数方程计算所述第一段直线坡口线和所述第二段直线坡口线对应的替换点。4.如权利要求2所述的相邻坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述根据所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系，计算所述待剪裁的相邻两段坡口线的替换点，包括：若所述待剪裁的相邻坡口线的线条关系为直线到圆弧或圆弧到直线，则计算所述待剪裁的相邻两段坡口线中直线坡口线的方向；计算所述待剪裁的相邻两段坡口线中圆弧坡口线的圆心、半径和起点；计算所述圆弧坡口线的圆心到所述直线坡口线的最近点；比较所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之间的大小关系；若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差的绝对值不大于第二预设值，则
根据所述圆弧坡口线的近点计算函数计算离所述最近点最近的第二端点，根据所述直线坡口线的近点计算函数计算离所述第二端点最近的第三端点，根据所述第二端点和所述第三端点计算所述圆弧坡口线和所述直线坡口线对应的替换点；若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差大于所述第二预设值，则无需计算替换点；若所述最近点与所述圆心之间的距离与所述半径之差小于所述第二预设值的相反数，则计算所述所述圆弧坡口线和所述直线坡口线的交点，根据所述交点以及所述直线坡口线针对所述圆...

【专利技术属性】
技术研发人员：田希文，高磊，
申请(专利权)人：熵智科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：