滞后距离的确定方法及装置与双面双弧的焊接控制方法制造方法及图纸

本申请提供了一种滞后距离的确定方法及装置与双面双弧的焊接控制方法。该确定方法包括：分别获取焊接坡口的顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息，及焊接机器人的焊接参数，焊接参数用于表征焊枪在第一状态时，分别与目标中心点和顶部特征点之间的水平距离；至少基于焊接参数，确定第一弧线距离，以及至少基于旋转角度，计算第二弧线距离，且至少基于顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息，计算目标直线距离；计算第一弧线距离、第二弧线距离和目标直线距离的和，得到滞后距离，解决了现有技术中因曲面激光线的变形导致焊枪到底部特征点的距离难以准确测量的问题，保证了曲面焊接的质量较好以及焊接的效率较高。的效率较高。的效率较高。

【技术实现步骤摘要】
滞后距离的确定方法及装置与双面双弧的焊接控制方法


[0001]本申请涉及双面双弧焊接领域，具体而言，涉及一种滞后距离的确定方法及其确定装置、双面双弧的焊接控制方法、计算机可读存储介质与处理器。

技术介绍

[0002]焊接自动化和智能化已成为焊接技术的发展趋势，其中双面双弧能够提高焊接熔深、降低焊接变形以及减少清根时间，是提高焊接质量和提升焊接效率的重要保证。
[0003]在实际焊接生产中，由于工件加工或装配误差，致使焊枪偏离焊缝中心，需要动态调整焊枪位置和焊接工作参数。国内外已有多种传感方法来自动识别焊枪或焊缝位置，例如、电弧传感器、超声波传感器、激光传感器等等。其中，基于激光传感器的自动焊接控制方法具有非接触、精度高、结构简单等优点，逐渐进入工业应用。目前平面焊接的应用成熟，而曲面焊接尚未得到良好的应用。由于曲面焊接的焊接对象是曲线焊缝，其用到的焊接工艺方法不同于直线焊缝，对焊接工艺有较高的要求。
[0004]对于曲面焊接设备，其各执行机构的运动控制和焊接工艺控制方法对整个焊接效果具有较大影响。目前，曲面焊接工艺主要依靠操作者的主观经验进行判断，这种评估手段原较为原始且获取的控制参数也存在着不准确的性质。对于曲面上的自动焊接，由于工件曲率不同、焊枪与激光线之间的滞后距离、内部拐点测量困难等，故对曲面上的激光跟踪焊接提供了难题。

技术实现思路

[0005]本申请的主要目的在于提供一种滞后距离的确定方法及其确定装置、双面双弧的焊接控制方法、计算机可读存储介质与处理器，以至少解决现有技术中因曲面激光线的变形导致焊枪到底部特征点的距离难以准确测量的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种滞后距离的确定方法，包括：分别获取焊接坡口的顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息，及焊接机器人的焊接参数，所述焊接参数用于表征焊枪在第一状态时，分别与目标中心点和所述顶部特征点之间的水平距离，所述第一状态为所述焊枪垂直于世界坐标系下的X轴的状态，所述目标中心点为两个相切点连线的中心点，两个所述相切点为所述焊接机器人两侧的移动部件与曲板工件相切的点；至少基于所述焊接参数，确定第一弧线距离，以及至少基于旋转角度，计算第二弧线距离，且至少基于所述顶部特征点和所述底部特征点在所述相机坐标系下的坐标信息，计算目标直线距离，所述旋转角度为所述焊枪在所述第一状态与在第二状态时的夹角的角度，所述第二状态为所述焊枪垂直于所述曲板工件的状态；计算所述第一弧线距离、所述第二弧线距离和所述目标直线距离的和，得到所述滞后距离。
[0007]可选地，所述曲板工件具有外直径和内直径，所述焊接参数包括第一距离和第二距离，其中，所述第一距离为所述目标中心点与所述第一状态的所述焊枪之间的水平距离，所述第二距离为所述第一状态的所述焊枪与所述顶部特征点之间的水平距离，至少基于所
述焊接参数，确定第一弧线距离，包括：基于所述外直径构建外圆方程，以及基于所述内直径构建内圆方程；基于所述第一距离，构建第一直线方程，以及基于所述第一距离和所述第二距离，构建第二直线方程；对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到所述第一弧线距离。
[0008]可选地，对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到所述第一弧线距离，包括：对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到第一交点坐标和第二交点坐标，其中，所述第一交点坐标为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标，第二交点坐标为所述顶部特征点在世界坐标系下的坐标；基于所述第一交点坐标和所述第二交点坐标，得到所述第一弧线距离。
[0009]可选地，至少基于旋转角度，计算第二弧线距离，包括：确定第三交点坐标，所述第三交点坐标为所述焊枪在所述第二状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标；基于所述第三交点坐标，确定所述旋转角度；基于所述旋转角度、所述第三交点坐标和第一交点坐标，计算所述第二弧线距离，所述第一交点坐标为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标。
[0010]可选地，确定第三交点坐标的过程为：计算目标高度，所述目标高度为第四交点和第一交点在垂直方向上的高度，所述第四交点为第三直线上非所述目标中心点所在的一端的端点，所述第三直线为所述目标中心点与所述第一状态的所述焊枪在水平方向上的直线，所述第一交点为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点；基于所述目标高度，确定所述第四交点的坐标信息，得到第四交点坐标，且至少基于所述第四交点坐标，确定第四直线方程，所述第四直线方程为第四直线的方程，所述第四直线为经过所述曲板工件的圆心、所述第三交点坐标和所述第四交点坐标的直线；基于所述第四直线和所述第四直线方程，得到所述第三交点坐标。
[0011]可选地，至少基于所述顶部特征点和所述底部特征点在所述相机坐标系下的坐标信息，计算目标直线距离，包括：对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到转换角度，所述转换角度为转换夹角的角度，所述转换夹角为第一直线和第二直线之间的夹角，所述第一直线为激光相机与所述世界坐标系下的X轴垂直的直线，所述第二直线为所述顶部特征点和所述曲板工件的圆心之间的直线；基于所述顶部特征点和所述底部特征点在所述相机坐标系下的坐标信息以及所述转换角度，计算所述目标直线距离。
[0012]根据本申请的另一方面，提供了一种双面双弧的焊接控制方法，曲板工件的外侧具有第一焊接机器人，所述曲板工件的内侧具有第二焊接机器人，焊接坡口包括第一焊接坡口和第二焊接坡口，所述第一焊接坡口为所述曲板外侧的焊接坡口，所述第二焊接坡口为所述曲板内侧的焊接坡口，所述焊接控制方法包括：采用任意一种所述的滞后距离的确定方法，对所述第一焊接坡口的顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息以及所述第一焊接机器人的焊接参数与旋转角度进行计算，得到第一滞后距离；采用任意一种所述的滞后距离的确定方法，对所述第二焊接坡口的顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息以及所述第二焊接机器人的焊接参数与旋转角度进行计算，得到第二滞后距离；控制所述第一焊接机器人按照所述第一滞后距离进行焊接，以及控制所述第二焊接
机器人按照所述第二滞后距离进行焊接。
[0013]可选地，控制所述第一焊接机器人按照所述第一滞后距离进行焊接，以及控制所述第二焊接机器人按照所述第二滞后距离进行焊接，包括：控制所述第一焊接机器人的焊枪基于所述第一滞后距离，运动至所述第一焊接坡口的所述底部特征点；控制所述第一焊接机器人的焊枪执行第一焊接坐标；控制所述第二焊接机器人的焊枪基于所述第二滞后距离，运动至所述第二焊接坡口的所述底部特征点；控制所述第二焊接机器人的焊枪执行第二焊接坐标。
[0014]可选地，控制所述第一焊接机器人按照所述第一滞后距离进行焊接，以及控制所述第二焊接机器人按照所述第二滞后距离进行焊接，包括：所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种滞后距离的确定方法，其特征在于，包括：分别获取焊接坡口的顶部特征点和底部特征点在相机坐标系下的坐标信息，及焊接机器人的焊接参数，所述焊接参数用于表征焊枪在第一状态时，分别与目标中心点和所述顶部特征点之间的水平距离，所述第一状态为所述焊枪垂直于世界坐标系下的X轴的状态，所述目标中心点为两个相切点连线的中心点，两个所述相切点为所述焊接机器人两侧的移动部件与曲板工件相切的点；至少基于所述焊接参数，确定第一弧线距离，以及至少基于旋转角度，计算第二弧线距离，且至少基于所述顶部特征点和所述底部特征点在所述相机坐标系下的坐标信息，计算目标直线距离，所述旋转角度为所述焊枪在所述第一状态与在第二状态时的夹角的角度，所述第二状态为所述焊枪垂直于所述曲板工件的状态；计算所述第一弧线距离、所述第二弧线距离和所述目标直线距离的和，得到所述滞后距离。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述曲板工件具有外直径和内直径，所述焊接参数包括第一距离和第二距离，其中，所述第一距离为所述目标中心点与所述第一状态的所述焊枪之间的水平距离，所述第二距离为所述第一状态的所述焊枪与所述顶部特征点之间的水平距离，至少基于所述焊接参数，确定第一弧线距离，包括：基于所述外直径构建外圆方程，以及基于所述内直径构建内圆方程；基于所述第一距离，构建第一直线方程，以及基于所述第一距离和所述第二距离，构建第二直线方程；对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到所述第一弧线距离。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到所述第一弧线距离，包括：对所述外圆方程、所述内圆方程、所述第一直线方程和所述第二直线方程进行联合求解，得到第一交点坐标和第二交点坐标，其中，所述第一交点坐标为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标，第二交点坐标为所述顶部特征点在世界坐标系下的坐标；基于所述第一交点坐标和所述第二交点坐标，得到所述第一弧线距离。4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，至少基于旋转角度，计算第二弧线距离，包括：确定第三交点坐标，所述第三交点坐标为所述焊枪在所述第二状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标；基于所述第三交点坐标，确定所述旋转角度；基于所述旋转角度、所述第三交点坐标和第一交点坐标，计算所述第二弧线距离，所述第一交点坐标为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点的坐标。5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，确定第三交点坐标的过程为：计算目标高度，所述目标高度为第四交点和第一交点在垂直方向上的高度，所述第四交点为第三直线上非所述目标中心点所在的一端的端点，所述第三直线为所述目标中心点
与所述第一状态的所述焊枪在水平方向上的直线，所述第一交点为所述焊枪在所述第一状态时与所述曲板工件相交的交点；基于所述目标高度，确定所述第四交点的坐标信息，得到第四交点坐标，且至少基于所述第四交点坐标，确定第四直线方程，所述第四直线方程为第四直线的方程，所述第四直线为经过所述曲板工件的圆心、所述第三交点坐标和所述第四交点坐标的直线；基于所述第四直线和所述第四直线方程，得到所述第三交点坐标。6.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，至少基于所述顶部特征点和所述底部特征点在所述相机坐标系下的坐标信息，计算目标直线距离，包括：对所述外圆方程、所述内圆方...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯消冰，刘碧云，潘百蛙，
申请(专利权)人：北京博清科技有限公司，
类型：发明
国别省市：