[发明专利]一种平面曲线焊缝的机器人摆焊轨迹生成方法

说明书

本发明公开了一种平面曲线焊缝的机器人摆焊轨迹生成方法，包括以下步骤：1)对焊缝轨迹进行插值；2)建立运动坐标系；3)计算到达轨迹点的时间；4)在运动坐标系内计算摆动增量；5)生成世界坐标系内的摆焊运动轨迹；和现有技术相比，该方法中用户只需要设定摆焊类型和参数，不需要复制的运动机构，并且增加了沿焊缝方向的摆动参数，操作简便，成本低和应用场合广。

技术领域

本发明涉及机器人自动焊接技术领域，特别涉及一种平面曲线焊缝的机器人摆焊轨迹生成方法。

背景技术

目前，焊接机器人已广泛应用于焊接作业中，大大提高了焊接质量和效率。在焊接过程中，由于焊件与焊件之间存在间隙，为了提高焊接成形率，通常需要使用摆焊的方式进行焊接。摆焊是以特定角度周期性左右摇摆进行焊接，由此增大焊珠宽度提高焊接强度。在实际工程中，比较常见的焊缝形式有对接焊缝、角焊缝、塞焊缝、槽焊缝和端接焊缝等，针对不同焊缝类型、焊接类型和焊接材料，需要采用不同的摆焊形式，比如三角摆、正弦摆等。传统焊接过程中，常常将焊枪安装在专用的摆动机构上来实现摆焊，而在机器人焊接中，可以通过生成摆焊轨迹来实现摆焊，灵活实用，成本低、效率高。

目前针对焊接机器人的摆焊轨迹规划方法的主要实现在一两个维度上的摆动，无法应对在焊接过程中复杂的、多种多样的摆焊工艺要求，如何实现一种灵活的空间三维摆动，是保证间隙焊缝有效焊接的前提条件之一。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种平面曲线焊缝的机器人摆焊轨迹生成方法，该方法能够实现空间三维摆动焊接，扩大了焊接的应用范围。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

平面曲线焊缝位于平行于世界坐标系O_WX_WY_WZ_W的O_WX_WY_W平面的平面内，平面曲线焊缝轨迹用P_b，j(x_b，j，y_b，j，z_s+Δz_b，j)表示，其中，j为非负整数，0≤j≤M-1，M为焊缝轨迹中轨迹点的个数，(x_b，j，y_b，j，z_s+Δz_b，j)为轨迹点P_b，j在世界坐标系O_WX_WY_WZ_W下坐标，z_s为焊缝所在平面的Z_W轴坐标，Δz_b，j为轨迹点P_j的Z_W轴偏差，基准焊接速度为v。一种平面曲线焊缝的机器人摆焊轨迹生成方法，包括如下步骤：

S1对焊缝轨迹P_b，j(x_b，j，y_b，j，z_s+Δz_b，j)进行插值，得到焊缝轨迹插补点集P_i(x_i，y_i，z_s+Δz_i)，i为非负整数，0≤i≤N-1，N为焊缝轨迹中插补点的个数，N＝k·M，k为插补倍数，取值为正整数；

S2对于焊缝轨迹的一个插补点P_i(x_i，y_i，z_s+Δz_i)，建立运动坐标系T：

S2.1以当前插补点P_i(x_i，y_i，z_s+Δz_i)的位置作为运动坐标系T的原点o；

S2.2运动坐标系T的z轴与Z_W轴同向；