[发明专利]一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统及方法

权利要求书

1.一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统，其特征在于，包括：

基础数据获取模块，所述基础数据获取模块用于对钢管管端数据及旋转辊道的数据进行采集；

虚拟圆心定位模块，所述虚拟圆心定位模块建立空间坐标模型，并根据基础数据获取模块采集的数据对钢管管端的虚拟圆心o进行定位；

理论轨迹模块，所述理论轨迹模块根据钢管管端数据和虚拟圆心o的位置对钢管管端上各点的移动轨迹进行理论推导，得到各点的理论轨迹；

轨迹纠偏模块，所述轨迹纠偏模块包括端面轮廓扫描模块、端面各点轨迹估测模块及偏差补偿模块，

所述端面轮廓扫描模块通过扫描传感器对端面轮廓进行扫描，获取轮廓中各点的相对位置关系；

所述端面各点轨迹估测模块通过钢管管端数据及端面轮廓扫描模块获取的轮廓中各点的相对位置关系对端面各点的轨迹进行估测；

所述偏差补偿模块通过端面各点轨迹估测模块得到的结果及理论轨迹模块中得到的各点的理论轨迹，获取钢管管端机器人在执行后续操作时钢管管端各点对应的偏差补偿值；

求取虚拟圆心o是因为标准的钢管被旋转辊道带动旋转时，钢管各点的轨迹为均为一个标准的圆，而所有轨迹对应的圆心为同一个点，该点即为求取的虚拟圆心o。

2.根据权利要求1所述的一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统，其特征在于：所述基础数据获取模块在对钢管管端数据进行采集时，采集的内容包括：钢管规格直径r1、钢管管端超出A旋转辊端部的距离s；

所述基础数据获取模块在对旋转辊道的数据进行采集时，采集的内容包括：A、B旋转辊直径r2及A、B旋转辊间距L。

3.根据权利要求2所述的一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统，其特征在于：所述虚拟圆心定位模块在建立空间坐标模型时，以A、B旋转辊的位置作为参照物，以A旋转辊端部的圆心为原点，以A、B旋转辊端部圆心的连线所在的直线为x轴，以A旋转辊的轴心所在直线为y轴，以过原点且与x轴、y轴均垂直的直线为z轴建立空间坐标系，即空间坐标模型，

在空间坐标模型中根据钢管规格直径r1和A、B旋转辊直径r2及A、B旋转辊间距L计算出钢管管端的虚拟圆心o位置（x1，y1，z1），所述x1为虚拟圆心o的x轴坐标，所述y1为虚拟圆心o的y轴坐标，所述z1为虚拟圆心o的z轴坐标，

即，，

z1满足条件，即得到，进而得到虚拟圆心o的位置（，s，）。

4.根据权利要求3所述的一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统，其特征在于：所述理论轨迹模块默认钢管端面为完全标准的平直面，即钢管端面各点的理论轨迹均在y=s所在的平面上，

所述理论轨迹上各个点中x轴坐标与z轴坐标的关系通过钢管规格直径r1及虚拟圆心定位模块获取的虚拟圆心o的位置进行确定，所述理论轨迹为一个标准的圆，

假设理论轨迹上某点的空间坐标为（x2，s，z2），则理论轨迹对应的标准的圆的方程为。

5.根据权利要求4所述的一种钢管管端机器人轨迹自适应及纠偏系统，其特征在于：所述端面轮廓扫描模块在获取到钢管管端轮廓中各点的相对位置关系后，在钢管管端上外径边缘上任意选取p1、p2、p3三点，并分别用不同颜色的记号笔进行标记。