[发明专利]工件装在机器人上的轨迹生成实现方法

权利要求书

1.一种工件装在机器人上轨迹生成实现方法，其特征在于分为以下步骤：

S1.已知机器人固有坐标系为机器人法兰盘坐标系C_F，机器人基座坐标系C_b，且根据焊接工件和焊缝形成的截面上分别建立工件坐标系C_t与焊缝坐标系C_f；

S2.通过已知的焊接工件参数，求取工件坐标系C_t与焊缝坐标系C_f之间的旋转平移关系，为3×3的旋转矩阵R(C_t-C_f)与3×1的平移矩阵T(C_t-C_f)相加，得出C_t×R(C_t-C_f)+T(C_t-C_f)＝C_f；逆运算求得旋转矩阵R(C_f-C_t)，得出C_f×R(C_f-C_t)-T(C_t-C_f)＝C_t；

S3.根据上述坐标系之间的旋转平移计算公式与机器人的位姿数据，得出机器人法兰盘坐标系C_F与机器人基座坐标系C_b之间的旋转平移关系，为3×3的旋转矩阵R(C_b-C_F)与3×1的平移矩阵T(C_b-C_F)；

S4.将焊接工件装夹在法兰盘夹具上；

S5.通过观察测量或标定方法确定工件坐标系C_t与法兰盘坐标系C_F的关系，得出法兰盘坐标系C_F与工件坐标系C_t之间的旋转平移关系为3×3的旋转矩阵R(C_F-C_t)与3×1的平移矩阵T(C_F-C_t)；

S6.通过已知的工件参数与焊接工件装夹在法兰盘夹具上的模型，得出焊缝上任意点的坐标所述的任意点坐标的全局坐标系为焊缝坐标系C_f，且需要在每一焊缝点上建立焊缝点坐标系焊缝点坐标系的建立由任意焊缝点的最优焊接姿态与焊缝坐标系C_f决定，得出焊缝坐标系C_f与任意的焊缝点坐标系之间的旋转平移关系为3×3的旋转矩阵和3×1的平移矩阵

S7.根据上述步骤中得出的所有旋转平移关系，得出任意的焊缝点坐标系与机器人基座坐标系C_b的旋转平移关系，得出焊缝上的任意焊缝点在机器人基座坐标系C_b下的位姿，任意的焊缝点坐标系与机器人法兰盘坐标系C_F的关系；

S8.获取位于机器人基座坐标系C_b下的扫描点P，且根据实际需求建立P点坐标系，所述的P点坐标系的全局坐标系为机器人基座坐标系C_b，得出P点坐标系C_p与机器人基座标系C_b之间的旋转平移关系；

S9.通过上述得出的P点坐标系C_p与机器人基座标系C_b之间的旋转平移关系、任意的焊缝点坐标系与机器人法兰盘坐标系C_F之间的旋转平移关系，反向推出在任意的焊缝点坐标系经过P点坐标系C_p时，机器人法兰盘坐标系C_F与机器人基座标系C_b之间的旋转平移关系，将前述的旋转平移关系转换为机器人的位姿；

S10.将上述得出的机器人位姿，发送至机器人处，从而驱动机器人通过法兰盘坐标系C_F举着工件进行扫描运动，使得所有焊缝点经过扫描点P；

S11.通过上述机器人的扫描运动中，视觉传感器采集到的焊缝图像的坐标数据，机器人同步给出当前机器人基座坐标系C_b下法兰盘位姿，且视觉传感器采集到的焊缝图像的坐标数据通过手眼标定的方式得出的转换关系，算出焊缝在机器人基座坐标系C_b下对应的坐标值，公式如下：处对应的基座坐标(X_buv,Y_buv,Z_buv)；

S12.所述的机器人基座坐标系C_b下对应坐标值为位于扫描点四周的离散无规则点，同时已知前述的离散无规则点对应的法兰盘位姿，经由反向推导得出离散无规则点在法兰盘坐标系C_F下的位置，使得离散无规则点形成与焊接工件的焊缝相似点，将焊接工件的焊缝模型与前述的焊缝相似点进行过滤，拟合，插值，根据拟合的数据重新建立焊缝坐标系C_f^′和焊缝点坐标系根据上述的旋转平移关系步骤，得出焊缝点坐标系与机器人法兰盘坐标系C_F的旋转平移关系；

S13.获取位于机器人基座坐标系C_b下的焊接点P^′，重复S8、S9的工作流程，得到机器人的焊接轨迹。