[发明专利]一种弧焊机器人焊缝跟踪姿态调整方法

权利要求书

1.一种弧焊机器人焊缝跟踪姿态调整方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1、针对不同的焊缝类型，在焊缝轨迹上建立焊缝坐标系；

步骤2、建立机器人焊枪工具坐标系与焊缝坐标系的关系，采用位置伺服控制方式调整焊枪姿态；

步骤3、采用图像伺服控制方式，根据图像中检测的焊缝点的横坐标P_x(t)与图像中心的横坐标C_x的差值大小调整焊枪坐标系的Z轴旋转量，实现焊枪姿态的调整。

2.根据权利要求1所述的弧焊机器人焊缝跟踪姿态调整方法，其特征在于，所述的步骤1具体包括：

步骤11、将传感器检测的焊缝点的切线方向作为焊缝坐标系初始的Y方向，焊缝坐标系的Z方向通过焊接需要的工作角进行确定，则焊缝坐标系X方向可以通过向量叉乘得到：

X＝Z×Y；

步骤12、由于Z方向需要考虑焊接时的工艺角，故Z方向与初始的Y方向不一定垂直，此时利用求出的X方向再重新计算Y方向：

Y＝X×Z

步骤13、此时X，Y，Z方向相互垂直，于是可得到焊缝点序列的连续焊缝坐标系H_i＝(X_i,Y_i,Z_i)，i为焊缝点序列。

3.根据权利要求1所述的弧焊机器人焊缝跟踪姿态调整方法，其特征在于，所述的步骤2具体包括：

步骤21、假设机器人基坐标系为W，工具坐标系为E_i，焊缝坐标系为H_i，则工具坐标系与基坐标系的变换关系表示为W·T_1i＝E_i，所述焊缝坐标系与基坐标系的变换关系表示为W·T_2i＝H_i；

步骤22、采用位置伺服调整工具坐标系的姿态，使焊枪末端到达某个焊缝检测点位置时，焊枪的姿态与当前焊缝点的坐标系保持一致，即E_i＝H_i，故得到焊枪工具坐标系与焊缝坐标系的变换关系：

其中，R即为焊枪工具坐标系到焊缝坐标系的变换矩阵。

4.根据权利要求1所述的弧焊机器人焊缝跟踪姿态调整方法，其特征在于，所述的步骤3具体包括：采用图像伺服控制方式，根据图像中检测的焊缝点的横坐标P_x(t)与图像中心的横坐标C_x的差值大小调整焊枪坐标系的Z轴旋转量，通过设置响应阈值e_s，建立比例控制关系：

其中，u(t)为工具坐标系Z轴的旋转量。