一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，包括以下步骤：1)通过设置base点消除三个外部轴的移动偏差；2)使用双频激光干涉仪测量螺柱焊机器人的实际移动距离，通过多次取点测量，建立数据关系，计算拟合曲线方程，可以获得实际移动距离和理论移动距离的关系，即将偏差进行量化来补偿由于机器人关节运动产生的精度损耗。本发明专利技术方法提高了螺柱焊机器人焊接附座的尺寸精度，减少错焊，降低附座的返修量；同时，提高了成组附座的尺寸精度，提升组件的装配效率和装配质量。提升组件的装配效率和装配质量。提升组件的装配效率和装配质量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法


[0001]本专利技术涉及一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法。

技术介绍

[0002]为了提高焊接质量稳定性与一致性，新建了甲板自动化焊接单元，包括机器人螺柱焊和机器人弧焊两种焊接方式。整个螺柱焊设备包括外部轴和螺柱焊机器人两部分。将机器人安装在滑轨上，通过外部轴(X、Y、Z)控制螺柱焊机器人在三维空间内移动；螺柱焊机器人有6个轴，其中1、2、3轴可将末端焊枪送到不同的空间位置，4、5、6轴解决不同焊接姿态的需求。由于仪器、环境因素的限制，外部轴和螺柱焊机器人不可能无限精确，机器人的理论位移和与机器人的实际位移之间会存在一定的偏差，影响附座尺寸精度，严重时会造成车辆附座整体返修。因此解决上述问题势在必行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0004]为实现本专利技术目的而采用的技术方案是这样的，一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，包括以下步骤：
[0005]1)将机器人安装在XYZ移动轨道上，并将XYZ移动轨道固定在水平的工作平台上；其中，所述机器人装配有螺柱抓取装置和焊枪；
[0006]2)在所述工作平台上选定一个坐标原点，将机器人的专用定位圆锥Ⅰ的尖部放置到坐标原点上；其中，所述坐标原点位于平面坐标系O
‑
X1Y1的O点上；
[0007]3)所述机器人抓取专用定位圆锥Ⅱ并将专用定位圆锥Ⅱ的尖部对准专用定位圆锥Ⅰ的尖部；
[0008]4)所述机器人控制焊枪绕专用定位圆锥Ⅱ旋转360
°
，转动焊枪过程中保持专用定位圆锥Ⅱ的尖部与专用定位圆锥Ⅰ的尖部对准，消除XYZ移动轨道的移动偏差；
[0009]5)控制所述机器人在XYZ移动轨道上移动至不同点位，测量出机器人的实际移动距离，以O点为原点，记录点位的理论坐标(x,y)和实际坐标(x
′
,y
′
)，X1方向的定位偏差为Δx＝x
′‑
x，X1方向的定位偏差与理论移动距离关系记为Δx＝f(x)，Y1方向的定位偏差为Δy＝y
′‑
y，Y1方向的定位偏差与理论移动距离关系记为Δy＝h(y)；
[0010]6)重复步骤5)若干次，将若干Δx＝f(x)进行拟合得到X1方向的拟合曲线方程为Δx＝kx，将若干Δy＝h(y)进行拟合得到Y1方向的拟合曲线方程为Δy＝dy，系数k和d分别为机器人关节运动在X1方向和Y1方向的偏差补偿参数，使用者基于偏差补偿参数调整机器人控制程序中的运动参数。
[0011]进一步，在步骤5)中，采用双频激光干涉仪测量机器人的实际移动距离。
[0012]进一步，所述专用定位圆锥Ⅰ和专用定位圆锥Ⅱ的结构和尺寸均一致，该结构包括圆锥体结构和圆柱体结构，圆锥体结构大径端的直径和圆柱体结构的直径一致，圆锥体结
构的大径端和圆柱体结构的端部连接。
[0013]本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术方法提高了螺柱焊机器人焊接附座的尺寸精度，减少错焊，降低附座的返修量；同时，提高了成组附座的尺寸精度，提升组件的装配效率和装配质量。
附图说明
[0014]图1为机器人专用定位圆锥的示意图；
[0015]图2为x
‑
Δx关系示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。
[0017]实施例1：
[0018]本实施例公开了一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，包括以下步骤：
[0019]1)将机器人安装在XYZ移动轨道上，并将XYZ移动轨道固定在水平的工作平台上；其中，所述机器人装配有螺柱抓取装置和焊枪；
[0020]2)在所述工作平台上选定一个坐标原点，简称base点，将机器人的专用定位圆锥Ⅰ的尖部放置到base点上；
[0021]3)所述机器人抓取专用定位圆锥Ⅱ并将专用定位圆锥Ⅱ的尖部对准专用定位圆锥Ⅰ的尖部；其中，所述专用定位圆锥Ⅰ和专用定位圆锥Ⅱ的结构和尺寸均一致，参见图1，该结构包括圆锥体结构和圆柱体结构，圆锥体结构大径端的直径和圆柱体结构的直径一致，圆锥体结构的大径端和圆柱体结构的端部连接；
[0022]4)所述机器人控制焊枪绕专用定位圆锥Ⅱ旋转360
°
，转动焊枪过程中保持专用定位圆锥Ⅱ的尖部与专用定位圆锥Ⅰ的尖部对准，消除XYZ移动轨道的移动偏差，使机器人在base点的定位精度和重复精度为0；此外，还可根据机器人可达范围，多次设置base点，保证螺柱焊机器人可达范围覆盖整个工作平台；
[0023]5)控制所述机器人在XYZ移动轨道上移动至不同点位，采用双频激光干涉仪测量出机器人的实际移动距离，以base点为原点，记录点位的理论坐标(x,y)和实际坐标(x
′
,y
′
)，X1方向的定位偏差为Δx＝x
′‑
x，X1方向的定位偏差与理论移动距离关系记为Δx＝f(x)，Y1方向的定位偏差为Δy＝y
′‑
y，Y1方向的定位偏差与理论移动距离关系记为Δy＝h(y)；
[0024]6)重复步骤5)若干次，参见图2，将若干Δx＝f(x)进行拟合得到X1方向的拟合曲线方程为Δx＝kx，离散的数据点近似按照一元一次方程分布，机器人带动专用定位圆锥Ⅱ沿X1方向每移动m，偏移距离为n，得Δx＝x/m*n，X1方向的偏差补偿参数k即为n/m，X1方向补偿坐标x
″
＝x
‑
Δx，即x
″
＝x
‑
x/m*n；同理，将若干Δy＝h(y)进行拟合得到Y1方向的拟合曲线方程为Δy＝dy，系数d为机器人关节运动Y1方向的偏差补偿参数，经移动测量并运算得到Y1方向补偿坐标y
″
，在螺柱焊程序中使用(x
″
,y
″
)焊接，经过补偿后与理论尺寸重合，补偿了由于机器人关节运动产生的精度损耗。
[0025]值得明说的是，本实施例所述方法适用于装甲车体机器人螺柱焊
，可以补偿由于机器人关节运动产生的偏差，提高螺柱焊附座的定位精度和重复精度，解决了螺柱焊附座尺寸精度差、重复精度低、大面积返修的问题，是一种精准、高效的控制方法。
[0026]实施例2：
[0027]本实施例公开了一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，包括以下步骤：
[0028]1)将机器人安装在XYZ移动轨道上，并将XYZ移动轨道固定在水平的工作平台上；其中，所述机器人装配有螺柱抓取装置和焊枪；
[0029]2)在所述工作平台上选定一个坐标原点，将机器人的专用定位圆锥Ⅰ的尖部放置到坐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于离线编程的螺柱位置精度控制方法，其特征在于，包括以下步骤；1)将机器人安装在XYZ移动轨道上，并将XYZ移动轨道固定在水平的工作平台上；其中，所述机器人装配有螺柱抓取装置和焊枪；2)在所述工作平台上选定一个坐标原点，将机器人的专用定位圆锥Ⅰ的尖部放置到坐标原点上；其中，所述坐标原点位于平面坐标系O
‑
X1Y1的O点上；3)所述机器人抓取专用定位圆锥Ⅱ并将专用定位圆锥Ⅱ的尖部对准专用定位圆锥Ⅰ的尖部；4)所述机器人控制焊枪绕专用定位圆锥Ⅱ旋转360
°
，转动焊枪过程中保持专用定位圆锥Ⅱ的尖部与专用定位圆锥Ⅰ的尖部对准，消除XYZ移动轨道的移动偏差；5)控制所述机器人在XYZ移动轨道上移动至不同点位，测量出机器人的实际移动距离，以O点为原点，记录点位的理论坐标(x,y)和实际坐标(x
′
,y
′
)，X1方向的定位偏差为Δx＝x
′‑

【专利技术属性】
技术研发人员：韩世伟，宋成旭，彭小洋，梁明阳，仲琳，陈俊龙，李松，杨伦鱼，
申请(专利权)人：重庆铁马工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：