[发明专利]变坡口宽度的中厚板多层多道焊接轨迹规划方法

权利要求书

1.一种变坡口宽度的中厚板多层多道焊接轨迹规划方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据设计的焊接工件图纸，求出变坡口中心曲线轨迹坐标，并以此生成焊接机器人运动轨迹程序；

(2)焊接机器人以上述运动轨迹带动线激光传感器运动，进行坡口扫描测量；

(3)根据扫描测量出来的坡口数据，进行处理得到包括坡口宽度在内的变坡口信息，并修正变坡口中心曲线；

(4)将离散不规则的变坡口，拟合成线性连续的多段线坡口；具体拟合方法为：从第三个点即i＝3开始，s＝1即直线段的起点为第1点；计算i点同s点、s+1点、…、i-1点的斜率K_i,s、K_i,s+1、…、K_i,i-1，并把其中最大的斜率值赋值给max_k，最小值赋值给min_k；这时：

(a)如果max_k-min_k＞误差容许值ε，不将i点同前面的点拟合在同一条直线上，令w＝i-1，并把s点同w点连线，得到直线L_s,w；然后把i-1点赋值给s点，即s＝i-1；接下来判断i≥n是否成立，n为离散不规则点的数目，即是否是最后一个数据点，如果i≥n成立，则将n-1点同n点连接，得到直线L_n-1,n；如果i≥n不成立，则i＝i+1，即判断下一个点是否可以与前面的点拟合在同一条直线上；

(b)如果max_k-min_k≤误差容许值ε，将i点同前面的点拟合在同一条直线上；之后判断i≥n是否成立，如果不成立，则i＝i+1，即判断下一个点是否可以与前面的点拟合在同一条直线上；如果i≥n成立，则将s点同n点连接，得到直线L_n-1,n；

(5)完成上面步骤之后，根据多层多道焊接参数，并结合变坡口中心曲线、拟合后的多段线坡口数据，进行中厚板焊接轨迹规划。

2.根据权利要求1所述的变坡口宽度的中厚板多层多道焊接轨迹规划方法，其特征在于所述步骤(3)进一步进行如下分析处理：如果坡口测量偏出了线激光传感器扫描范围，则根据扫描出来的偏出了线激光传感器扫描范围的那部分完整的坡口数据，插值并拟合出新的坡口中心曲线，并以此重新生成焊接机器人运动轨迹，进而重新进行坡口扫描测量，即回到步骤(2)，直到线激光传感器在整个扫描过程都能测到所有完整的坡口数据；如果线激光传感器在整个扫描过程都能测到所有完整的坡口数据，则根据测量出来的数据，分析并计算包括变坡口宽度在内的信息，最终修正变坡口中心曲线。

3.根据权利要求1所述的变坡口宽度的中厚板多层多道焊接轨迹规划方法，其特征在于所述步骤(5)的具体流程为：假设变坡口中厚板拟合成r点，即r-1段的多线段；从拟合后的多段线上各点i中的第一点，即i＝1开始计算，结合中厚板多层多道焊接参数，并根据步骤(3)修正得到的变坡口中心曲线，得到变坡口中心曲线影响下的第i点对应的焊接轨迹坐标值(X_bi，Y_bi)；然后根据多线段拟合后的变坡口宽度，得到坡口宽度变化引起的坐标偏移值(X_pi，Y_pi)，从而得到第i点的焊接基准路径坐标(X_i，Y_i)，其中，X_i＝X_bi+X_pi，Yi＝Y_bi+Y_pi；接着，利用多线段拟合后得到该点坡口宽度数值，推导出第i点所对应的焊接速度或摆幅；然后，判断i≥r是否成立，如果i≥r不成立，将i+1赋值给i，即i＝i+1，求出下一个点的焊接基准路径坐标、焊接速度或摆幅；如果i≥r成立，则根据所求得的参数，生成该层该道的焊接路径轨迹。