【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种寻位方法，尤其涉及一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法及装置。
技术介绍
1、焊接作为船舶建造工程的重要工序,其工作量约占总建造量的70％，目前多数船厂依然采用人工焊接，费时费力。随着造船技术的发展，自动焊接机器人在船舶焊接应用中的占比不断提高，极大提高了焊接效率。中组立焊接时一般采用人工示教—再现的方式确定焊接路径，但中组立的类型和数量多且结构复杂焊缝较多，人工示教工作量大且易出错，效率不高，所以，船厂多采用离线规划焊接方式。但离线软件采用的模型数据来源于设计数据，无法预知现场和装配时存在的误差，故需通过焊缝起始点自适应寻位技术确定焊缝起始点，修正焊接路径。然而船厂目前采用的点激光传感器焊缝起始点寻位方法未考虑肋板装配的平面度和垂直度误差，所以始终存在焊缝起始点定位不准确，焊缝初始段质量差，甚至焊接失败的问题，严重影响焊接质量和生产效率。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术目的是提出一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法及装置，采用平面拟合的方法完成对焊缝起始点寻位，有效补偿肋板装配的平面度和垂直度误差，减小焊接位置偏差。
2、技术方案：本专利技术包括以下步骤：
3、s1、确定模型工件坐标系与焊接机器人工件坐标系的对应关系，编辑焊接机器人的寻位路径，并发送给焊接机器人；
4、s2、控制焊接机器人按生成的路径运动，得到肋板平面的点集在机器人工件坐标系的坐标值，根据坐标进行平面拟合，计算出肋板平面的方程，将肋板平
5、s3根据此偏移量修改焊缝起始点坐标，实现焊缝起始点的纠偏，完成自适应寻位。
6、所述s2具体包括：
7、s21、焊接机器人按生成的路径运动，带动点激光距离传感器扫描肋板平面，得到肋板平面点集在机器人工件坐标系中的坐标值；
8、s22、剔除异常坐标值后，通过平面拟合得到肋板平面在机器人工件坐标系中的方程a1x+b1y+c1z+d1＝0、a2x+b2y+c2z+d2＝0、a3x+b3y+c3z+d3＝0；
9、s23、计算出肋板平面交点与模型肋板交点间的偏移量，将此偏移量作为实际焊缝起始点的偏移量。
10、所述平面拟合采用最小二乘法进行拟合。
11、所述肋板平面点集的坐标测定方法为：
12、s211、在焊接机器人的工作空间内找一个固定点作为参考点，以点激光距离传感器某一距离lt1处的激光点为焊接机器人工具上的参考点tcp，操纵焊接机器人，使焊接机器人工具上的参考点与固定点接触，自动计算出tcp的位置，实现工具坐标系(1)的定义；
13、s212、选择点激光距离传感器另一距离lt2，处的激光点为焊接机器人工具上的参考点tcp，重复上述步骤，实现工具坐标系(2)的定义，其中，lt2＞lt1；
14、s213、点激光距离传感器对肋板平面进行扫描时，根据焊接机器人的姿态计算出工具坐标系(1)、(2)的坐标(xt1,yt1,zt1)和(xt2,yt2,zt2)；
15、s214、根据点激光距离传感器的测距ln计算肋板平面上点n的坐标为(xn,yn,zn)，其中：
16、xn＝xt1+(xt2-xt1)(ln-lt1)/(lt2-lt1) (1.1)
17、yn＝yt1+(yt2-yt1)(ln-lt1)/(lt2-lt1) (1.2)
18、zn＝zt1+(zt2-zt1)(ln-lt1)/(lt2-lt1) (1.3)
19、一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位装置，包括轨道、门架、移动小车和焊接机器人，所述轨道上滑动安装有门架，所述门架上滑动安装有移动小车，所述移动小车上安装有焊接机器人。
20、所述门架包括横梁和立柱，所述立柱滑动安装在轨道上，所述横梁上滑动安装有移动小车。
21、所述立柱侧面安装有电源装置，采用拖链连接电线和信号线，为整个装置提供电力。
22、所述移动小车上设有升降装置，升降装置上端与移动小车连接，升降装置底部安装有焊接机器人。
23、所述焊接机器人上安装有焊枪，焊枪上安装有点激光距离传感器，用于扫描肋板平面获得实际肋板平面点集。
24、所述门架上安装有驱动电机，驱动电机与上位机连接，上位机装于地面。
25、有益效果：本专利技术采用平面拟合的方法完成对焊缝起始点寻位，有效补偿肋板装配的平面度和垂直度误差，减小焊接位置偏差，提升了焊缝初始段质量；另外，所用方法和装置简单，实现自适应寻位，适应船舶生产，提高了生产效率。
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1.一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述S2具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述平面拟合采用最小二乘法进行拟合。
4.根据权利要求2所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述肋板平面点集的坐标测定方法为：
5.一种实现权利要求1～4任一项所述的船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法的寻位装置，其特征在于，包括轨道、门架、移动小车和焊接机器人，所述轨道上滑动安装有门架，所述门架上滑动安装有移动小车，所述移动小车上安装有焊接机器人。
6.根据权利要求5所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位装置，其特征在于，所述门架包括横梁和立柱，所述立柱滑动安装在轨道上，所述横梁上滑动安装有移动小车。
7.根据权利要求6所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位装置，其特征在于，所述立柱侧面安装有电源装置。
9.根据权利要求8所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位装置，其特征在于，所述焊接机器人上安装有焊枪，焊枪上安装有点激光距离传感器。
10.根据权利要求5所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位装置，其特征在于，所述门架上安装有驱动电机，驱动电机与上位机连接。
...【技术特征摘要】
1.一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述s2具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述平面拟合采用最小二乘法进行拟合。
4.根据权利要求2所述的一种船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法，其特征在于，所述肋板平面点集的坐标测定方法为：
5.一种实现权利要求1～4任一项所述的船舶中组立自动焊接机器人自适应寻位方法的寻位装置，其特征在于，包括轨道、门架、移动小车和焊接机器人，所述轨道上滑动安装有门架，所述门架上滑动安装有移动小车，所述移动小车上安装有焊接机器人。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宇，王允浩，景旭文，邹晓峰，谢明亮，康超，刘金锋，谢阳，闫德俊，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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