[发明专利]参数驱动马鞍形机器人轨迹离线生成方法

说明书

本发明公开了一种参数驱动马鞍形机器人轨迹离线生成方法，马鞍曲线方程采用参数方程，其参数方程为：式中，r为大圆柱面的半径，r′为小圆柱面的，通过所述的参数方程在离线系统中通过轨迹生成方法计算得到马鞍轨迹，参数化的方式进行马鞍轨迹的离线编程，能够将控制焊接轨迹参数表格化，通过读取参数表格，可一次批量化生成轨迹，并可将轨迹参数固化，提高了离线编程效率和编程质量。

技术领域

本发明涉及工业机器人焊接技术领域，具体涉及一种参数驱动马鞍形机器人轨迹离线生成方法。

背景技术

目前，工业机器人的成熟的编程方式主要有在线示教编程和离线编程两种，示教编程是由操作者在实际工件上对机器人进行操作，逐步地告知机器人需要完成的动作和指令。离线编程是通过编程软件直接编制程序的一种方法，离线编程不仅可编制程序，而且还可进行运动轨迹的离线计算并虚拟机器人现场，对程序进行仿真运行，验证程序正确性。

马鞍形焊缝需要多层多道焊接，焊接轨迹是复杂的空间曲线，每一道焊接时焊枪的焊接姿态和焊接角度都不一样，即使在同一道中，焊枪姿态和焊接角度也有很大变化，若采用工业机器人传统的“示教-再现”编程方式，编程效率低，而且焊接质量受编程人员技术水平影响很大。采用传统的“图形驱动离线编程”方式，也只能实现少数焊道的焊接轨迹编程，编程效率依然无法满足工程化应用的要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种参数驱动马鞍形机器人轨迹离线生成方法。

本发明所采用的技术方案是参数驱动马鞍形机器人轨迹离线生成方法，马鞍曲线方程采用参数方程，其参数方程为：式中，r为大圆柱面的半径，r′为小圆柱面的半径,通过所述的参数方程在离线系统中通过轨迹生成方法计算得到马鞍轨迹，所述的马鞍轨迹参数包括焊接工艺参数和焊接轨迹参数。

进一步地，所述的轨迹生成方法包括以下步骤：

生成轨迹时以起焊位置、停焊位置和分段数计算每个坐标点的角度增量，用起始夹角、终止夹角和分段数计算出每个坐标点焊枪与接管轴线夹角的增量；以坐标原点为马鞍轨迹的中心，用每个坐标点的角度增量、接管内径、筒体半径以马鞍轨迹的参数方程为数学模型计算每个点的坐标值；每个坐标点的Y轴由自身指向下一个坐标点；以每个坐标点的Y轴为旋转轴将每个坐标点旋转夹角增量；将读取到的焊接速度和焊接程序号的值作为自定义属性赋给出所有点，将焊道名称的值赋给第一点；在坐标原点上新建一个焊缝参考点将计算所得所有坐标点设为其子对象，移动焊缝参考点所有坐标点就会随其一起移动；最后将焊缝参考点移动到工件参考点。

进一步地，所述的轨迹生成方法还包括停焊时的电弧衰减的处理，通过参数电弧衰减时间和焊接速度计算出电弧衰减的距离，将电弧衰减距离转换为电弧衰减时对应的角度，对比电弧衰减角度和轨迹生成时的角度增量，若电弧衰减角度大于角度增量，则原轨迹不变，电弧衰减从轨迹上倒数第二点开始，当电弧衰减角度小于角度增量时，将轨迹最后一点的角度增量修改为电弧衰减角度。

本发明的有益效果是：参数化的方式进行马鞍轨迹的离线编程，能够将控制焊接轨迹参数表格化，通过读取参数表格，可一次批量化生成轨迹，并可将轨迹参数固化，提高了离线编程效率和编程质量。

附图说明

图1为本发明马鞍曲线圆柱面与圆柱面相贯模型坐标图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步的说明，本发明的马鞍曲线是两个圆柱面正交的相贯线，曲线方程有标准方程，参数方程和极坐标方程等多种形式，使用参数方程能使程序更灵活自由的控制曲线的形状。

图1为两圆柱面以一定角度相贯模型，两圆柱面在O′-x′y′z′坐标中相贯所得相贯线的参数方程为式(1-1)。