机器人自动焊接控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及工程机械技术领域中的自动焊接领域，提供了机器人自动焊接控制方法及系统，通过视觉传感器获取焊件的基本位置参数，将位置参数投影在直角坐标系中，获取焊接点坐标，同时获取焊接点位置的焊接厚度，并计算出所述焊接时长通过焊接点坐标和焊接时长得到自适应规划矩阵，再通过自适应规划矩阵数据生成焊接路径，通过适应型矩阵将最优焊接路径进行确定，并且通过对焊接时间的把控，和对焊接点坐标进行测试，让焊接点位置更为精准，降低焊接的误差率，同时通过收集焊接数据经过数据处理后得出最优路径在进行焊接操作，让焊接监控的滞后性得到了解决。控的滞后性得到了解决。控的滞后性得到了解决。

【技术实现步骤摘要】
机器人自动焊接控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及工程机械
中的自动焊接领域，具体涉及机器人自动焊接控制方法及系统。

技术介绍

[0002]现在工业焊接技术越来越成熟，工业件之间也通过焊接来实现两个焊件之间连接的强度更高，但是在对需要更为精密的焊接工作时，焊接处的焊接则需要对焊接路径和焊接的温度和焊接时长进行充足的把控，同时也对焊接的精准度有着很高的要求，要是焊接出现误差，也会对焊接件造成不可逆的影响，而现有技术中焊接工艺对焊接把控的判断为，通过在焊缝焊接过程中通过传感器实时检测焊缝的状况，还有工件间的尺寸差异、坡口的准备情况等参数，在通过将所述参数传输给焊接系统进行焊接，上述方法中需要实时对焊件进行监控，并且要焊接中出现了问题，才通过系统对焊接参数进行调整，这就存在一定的滞后性，也使得焊接的成本增大，并且焊接系统通过需要人员配合系统进行调整焊接点位置，这大大增加了焊接系统的操作难度，所以亟需一种精准焊接且自动获取最佳焊接路径的机器人自动焊接控制方法及系统来解决上述问题。

技术实现思路

[0003]鉴于以上所述现有方法的局限，本专利技术的目的在于提出机器人自动焊接控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0004]为了实现上述目的，根据本专利技术的一方面，提供机器人自动焊接控制方法，所述方法包括以下步骤：S100：通过视觉传感器获取焊件的基本位置参数；S200：将位置参数投影在直角坐标系中，获取焊接点坐标；S300：获取焊接点位置的焊接厚度，并计算出焊接时长；S400：通过焊接点坐标和焊接时长得到自适应规划矩阵；S500：通过自适应规划矩阵数据生成焊接路径。
[0005]进一步地，在步骤S100中，所述视觉传感器为工业线阵相机CCD，并且通过3D线扫激光技术，获取焊件的各处焊接点位置的3D立体位置信息，所述焊件基本位置参数为：各处焊接点位置的3D立体位置信息，焊接点位置需要焊接的厚度，焊接产生形变的精度。
[0006]进一步地，其特征在于，在步骤S200中，在系统中构建直角坐标系，将所述焊接点坐标的3D立体位置信息投影到系统中，将采集的焊接点位置用坐标点表示为A（x，y，z），并将所采集的焊接点位置构建集合CDE，CDE=（），n为采集焊接点位置总数。
[0007]进一步地，其特征在于，在步骤S300中，通过焊件的基本位置参数中的焊接点位置的焊接厚度，并将所述焊接点位置的厚度表示为h，将其所对应的焊接时间表示为t，将所述
h与t都进行无纲量化处理，通过函数表示焊接点位置的厚度h与焊接时间t的对应关系，t=θ，θ为常数，所述焊接点位置的厚度h与焊接时间t对应的函数关系为指数函数。
[0008]优选地，焊接时长t与焊接点位置厚度h成指数函数关系，因为在焊接点位置厚度增加，焊接就需要指数倍增加时长将焊件内部进行焊接，保证了焊接点位置的稳定性，同时为了保证焊接点位置表面精度，所以不能通过增加温度的方法进行焊接，避免温度过高损坏焊件。
[0009]进一步地，其特征在于，在步骤S400中，通过焊接点坐标和焊接时长得到自适应规划矩阵的具体步骤为：从集合CDE中，焊接点坐标数据与所述焊接点位置的厚度h数据相对应，所以将焊接时间t通过焊接点坐标数据与所述焊接点位置的厚度h数据的对应关系构建集合WEL，WEL=（），n为采集焊接点位置总数，并将集合CDE和集合WEL序号为i的元素表示为和，i∈[1,n]；S401：在系统内设置空集合receive，集合receive中接收加入的元素的数据类型为数组，若集合receive不为空时，记集合receive中元素的序号为变量q，函数len( )表示获取集合中元素数量的函数，len(receive)表示集合receive中元素的数量，满足q∈[1 ,len(receive)]，集合receive中序号为q的元素记为数组receive(q)，集合receive中获取的元素为集合CDE与集合WEL中的元素；S402：设置变量mul，mul的初始值为n，对CDE中n个焊接点数据分别创建一个数组，对Pset(i)创建的数组记为第i初始数组，第i初始数组为一个仅包含任一的数组即仅含的数组，并将各个对应的第i初始数组加入集合receive中，即以上述仅含的数组作为集合receive中的元素；S403，设置i的值为1，将集合receive中的各个元素各复制成mul
‑
i份，即集合receive中的每一个元素被复制成mul
‑
i份同样的元素，集合receive中的元素的数量变为n
×
(mul
‑
i)；S404，判断mul
‑
i是否少于1，若是则转到S405，若否则令i的数值增加1再转到S403；S405，输出集合receive；输出得到的集合receive中元素的数量记为hn，集合receive中的元素为由焊接点数据组成的数组，集合receive中各元素含有的焊接点数据的数量相同，记集合receive中的元素含有的焊接点数据的数量为ln，集合receive中元素的序号为hi，集合receive中的元素中含有的焊接点数据的序号为li；由此将集合receive作为矩阵road，即以集合receive中的各元素作为矩阵road中的各行，集合receive中的各元素中的元素作为矩阵road中的各行中的元素，矩阵road为hn行、ln列的矩阵，矩阵road中的元素为焊接点数据和焊接时长数据，矩阵road中行的序号同样为hi，hi∈[1,hn]，矩阵road中列的序号同样为li，li∈[1,ln]，矩阵road中行序号为hi的行即为集合receive中序号为hi的元素，矩阵road中行序号为hi、列序号为li的元素即为
集合receive中序号为hi的元素中的序号为li的焊接点数据，记矩阵road中行序号为hi、列序号为li的元素为road[hi,li]，road[hi,li]包括的焊接点的定位坐标记为loc[hi,li]，loc[hi,li]中包含X轴、Y轴和Z轴的坐标，loc[hi,li]中包含的X轴的坐标为X[hi,li]，loc[hi,li]中包含的Y轴的坐标为Y[hi,li],loc[hi,li]中包含的Z轴的坐标为Z[hi,li]，loc[hi,li]=[X[hi,li],Y[hi,li],Z[hi,li]]，road[hi,li]包括的焊接时长记为tmp[hi,li]，矩阵road即为自适应规划矩阵。
[0010]进一步地，在步骤S500中，通过对自适应规划矩阵进行搜索得到多个路径以及各路径对应的焊接点进行连接，并计算各个焊接点之间的欧氏距离L，将所述欧氏距离L构建集合long，long=[Lo]，o=[1,2,3
……
,n
‑
1]，并通过计算得到最优路径值optimal（x，y，z），，（本步骤的有益效果为：通过自适应规划矩阵确定最优焊接路径可以有效的防止焊接过程中对焊件表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机器人自动焊接控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S100：通过视觉传感器获取焊件的基本位置参数；S200：将位置参数投影在直角坐标系中，获取焊接点坐标；S300：获取焊接点位置的焊接厚度，并计算出焊接时长；S400：通过焊接点坐标和焊接时长得到自适应规划矩阵；S500：通过自适应规划矩阵数据生成焊接路径。2.根据权利要求1所述的机器人自动焊接控制方法所述，其特征在于，在步骤S100中，所述视觉传感器为工业线阵相机CCD，并且通过3D线扫激光技术，获取焊件的各处焊接点位置的3D立体位置信息，所述焊件基本位置参数为：各处焊接点位置的3D立体位置信息，焊接点位置需要焊接的厚度，焊接产生形变的精度。3.根据权利要求1所述的机器人自动焊接控制方法所述，其特征在于，在步骤S200中，在系统中构建直角坐标系，将所述焊接点坐标的3D立体位置信息投影到系统中，将采集的焊接点位置用坐标点表示为A（x，y，z），并将所采集的焊接点位置构建集合CDE，CDE=（），n为采集焊接点位置总数。4.根据权利要求1所述的机器人自动焊接控制方法所述，其特征在于，在步骤S300中，通过焊件的基本位置参数中的焊接点位置的焊接厚度，并将所述焊接点位置的厚度表示为h，将其所对应的焊接时间表示为t，将所述h与t都进行无纲量化处理，通过函数表示焊接点位置的厚度h与焊接时间t的对应关系，t=θ，θ为常数，所述焊接点位置的厚度h与焊接时间t对应的函数关系为指数函数。5.根据权利要求1所述的机器人自动焊接控制方法所述，其特征在于，在步骤S400中，通过焊接点坐标和焊接时长得到自适应规划矩阵的具体步骤为：从集合CDE中，焊接点坐标数据与所述焊接点位置的厚度h数据相对应，所以将焊接时间t通过焊接点坐标数据与所述焊接点位置的厚度h数据的对应关系构建集合WEL，WEL=（），n为采集焊接点位置总数，并将集合CDE和集合WEL序号为i的元素表示为和，i∈[1,n]；S401：在系统内设置空集合receive，集合receive中接收加入的元素的数据类型为数组，若集合receive不为空时，记集合receive中元素的序号为变量q，函数len( )表示获取集合中元素数量的函数，len(receive)表示集合receive中元素的数量，满足q∈[1 ,len(receive)]，集合receive中序号为q的元素记为数组receive(q)，集合receive中获取的元素为集合CDE与集合WEL中的元素；S402：设置变量mul，mul的初始值为n，对CDE中n个焊接点数据分别创建一个数组，对Pset(i)创建的数组记为第i初始数组，第i初始数组为一个仅包含任一的数组即仅含的数组，并将各个对应的第i初始数组加入集合receive中，即以上述仅含的数组作为集合receive中的元素；S403，设置i的值为1，将集合receive中的各个元素各复制成mul
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i份，即集合receive
中的每一个元素被复制成mul
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i份同样的元素，集合receive中的元素的数量变为n
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹萌，陈永洲，周长军，覃树炎，
申请(专利权)人：广州德程智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：