[发明专利]基于分立式六轴机器人和两轴变位机的协调焊接控制方法

摘要

本发明公开了一种基于分立式六轴机器人和两轴变位机的协调焊接控制方法，包括：1其特征是按如下步骤进行：步骤1：在两轴变位机上设置一装夹台，在所述装夹台上固定有待焊工件；所述两轴变位机由工业控制计算机控制；步骤2：离散所述六轴机器人的末端运动轨迹和两轴变位机的理论位置；步骤3：协调控制所述六轴机器人焊接所述两轴变位机上的待焊工件。本发明能实现六轴机器人与两轴变位机的协调焊接控制，从而保证焊接质量，提高焊接效率。

主权项

1.一种基于分立式六轴机器人和两轴变位机的协调焊接控制方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1：在两轴变位机上设置一装夹台，在所述装夹台上固定有待焊工件；所述两轴变位机由工业控制计算机控制；利用六轴机器人自身的位置传感器获取所述待焊工件在所述装夹台上的空间位置以及所述两轴变位机的旋转中心坐标点；根据所述待焊工件的数模尺寸以及所述空间位置，得到所述待焊工件的待焊曲线方程以及待焊焊缝总长度S；根据所述两轴变位机上的限位开关确定所述待焊工件的初始焊接位置；步骤2：离散所述六轴机器人的末端运动轨迹和两轴变位机的理论位置：步骤2.1：根据所述待焊工件的焊接参数及工艺要求，设定焊接速度为v1，则焊接总时长为T＝S/v1；步骤2.2：设定所述两轴变位机的角速度理论变化方程满足：所述两轴变位机在开始焊接以及结束焊接时的速度为0，所述两轴变位机在焊接过程中在t时刻绕一个轴旋转的角速度为ω(t)；步骤2.3：根据所述两轴变位机的角速度理论变化方程，得到所述六轴机器人的末端运动速度：设t时刻的焊接点为P(t)，根据所述焊接速度v1和t时刻，得到焊接点P(t)的位置；令t时刻两轴变位机旋转的角度为令所述两轴变位机的线速度为v(t)＝ω(t)×r，其中r为焊接点P(t)与所述旋转中心坐标点之间的距离；求得所述两轴变位机旋转θ角后的待焊曲线方程，则t时刻所述六轴机器人的末端与所述两轴变位机的相对速度方向为待焊曲线方程在焊接点P(t)处的切线方向；由所述两轴变位机的线速度v(t)和焊接速度v₁合成所述六轴机器人的末端运动速度为步骤2.4：令所述六轴机器人的末端运动轨迹为将所述焊接总时长T按照间隔Δt离散成n个时间点，记为t0,t1,…,ti,…,tn，其中，ti表示第i个时间点，0≤i≤n；则n个时间点所对应的六轴机器人的末端运动轨迹L(t)的离散点记为L(t0),L(t1),…,L(ti),…,L(tn)，其中，L(ti)表示第i个时间点ti所对应的末端运动轨迹点；n个时间点所对应的两轴变位机的理论位置记为P(t0),P(t1),…,P(ti),…,P(tn)其中，P(ti)表示第i个时间点ti所对应的两轴变位机的理论位置点；步骤3：协调控制所述六轴机器人焊接所述两轴变位机上的待焊工件：步骤3.1：根据所述六轴机器人的末端运动轨迹L(t)的离散点L(t0),L(t1),…,L(ti),…,L(tn)控制所述六轴机器人运动，且在所述立轴机器人到达各个离散点位置时分别发送IO编码信号给所述工业控制计算机，以控制所述两轴变位机的运动、停止以及急停；步骤3.2：记两轴变位机在第i个时间点ti的实际位置为P′(ti)，两轴变位机在第i+1个时间点ti+1的理论位置为P(ti+1)；令两轴变位机在第i个时间点ti至第i+1个时间点ti+1的实际速度为v′＝(P(ti+1)‑P′(ti))/Δt；使两轴变位机中的一个轴按所述实际速度v′旋转，以匹配所述六轴机器人的焊接速度。