[发明专利]基于激光测距的焊接机器人焊点位置示教方法

说明书

本发明公开了一种基于激光测距的焊接机器人焊点位置示教方法，其包括以下步骤：1)提供一含有振镜的激光焊接头、同轴设置的激光测距传感器；2)振镜移动至焊接示教的目标点位，并记录此时振镜的位置坐标(X₁，Y₁，Z₁)；3)激光测距传感器测量得到振镜与工件表面的距离L₁；4)计算L₁与振镜焦距的差值ΔL＝L‑L₁，L为振镜焦距；5)计算补偿后的点位填入示教点，补偿后振镜的坐标位置为(X₂，Y₂，Z₂)，其中；其中，(α，β，γ)为振镜平面法向量；6)重复步骤2‑5，直至完成所有的点位示教。本发明采用激光测距传感器，量测振镜到工件表面的距离并自动完成对焦距的补偿，提升了焊接质量。

【技术领域】

本发明属于焊接机器人技术领域，特别是涉及一种基于激光测距的焊接机器人焊点位置焦距自动补偿示教方法。

【背景技术】

随着传统手工焊人工成本的逐步增加以及对焊接工艺需求的逐步提高，机器人焊接正在逐步取代手工焊接。尤其近几年激光焊接技术的迅猛发展，机器人焊接需求将越来越大。

激光焊接需要将激光焦点对准工件表面，才能实现加工效果和加工速率的最大化。目前，机器人激光焊接主要采用的是点位示教的方法进行路径规划，也就是将焊接的路径分解为多个点位，将这些点位输入到机器人控制系统中，实现机器人的路径规划。但是这种方法存在的一个最大的问题在于，在示教过程中很难将焦点对到工件表面，严重影响了示教的效率和加工的品质。

因此，有必要提供一种新的基于激光测距的焊接机器人焊点位置示教方法来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种基于激光测距的焊接机器人焊点位置示教方法，采用激光测距传感器，量测振镜到工件表面的距离并自动完成对焦距的补偿，提升了焊接质量。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种基于激光测距的焊接机器人焊点位置示教方法，其包括以下步骤：

1)提供一焊接设备，所述焊接设备包括一机械手臂、设置在所述机械手臂上的且含有振镜的激光焊接头、激光测距方向与所述振镜平面法向量共线的激光测距传感器；

2)所述机械手臂带动所述振镜移动至焊接示教的目标点位，并记录下此时所述振镜的位置坐标(X₁，Y₁，Z₁)；

3)同轴设置的所述激光测距传感器启动，测量得到所述振镜与工件表面的距离L₁；

4)计算得到所述振镜到工件表面的实际距离与所述振镜焦距的差值ΔL，其中ΔL＝L-L₁，L为振镜焦距长度；

5)沿所述振镜平面法向对所述振镜焦距位置进行补偿，并将计算补偿后的点位填入示教点，得到补偿之后所述振镜的坐标位置(X₂，Y₂，Z₂)，其中

其中，(α，β，γ)为振镜平面法向量，补偿后的(X₂，Y₂，Z₂)即为焊接加工所需的位置，即完成了该点的示教及自动补偿；

6)重复步骤2-5，直至完成所有的点位示教。