[发明专利]一种工业机器人空间相贯曲线焊接离线编程方法

摘要

本发明公开了一种工业机器人空间相贯曲线焊接离线编程方法，包括：首先导入弧焊机器人和焊接工件三维模型，通过鼠标拾取形成焊缝的周边两曲面，在工件坐标系内创建截平面组，提取焊缝节点位姿信息；根据节点位姿沿焊缝曲线实现位置和姿态离散化，再经坐标转换实现焊缝轨迹规划；通过机器人运动学逆解得到机器人运动过程中所需的关节角序列，实现运动仿真；最后按照对应机器人运动控制程序代码编写的语言规则生成相应的程序文件。本发明采用开源的VTK可视化工具库实现了离线编程的自主开发，不依赖于第三方CAD软件，仅需通过鼠标拾取即可生成焊缝轨迹，无需经过繁琐的外部数据计算和导入过程，人机交互性良好，能快速生成所需机器人程序。

主权项

1.一种工业机器人空间相贯曲线焊接离线编程方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：导入弧焊系统三维模型：在三维软件中建立机器人弧焊系统的三维模型，并将机器人弧焊系统的三维模型导入基于VTK的Viusal Studio离线编程软件，在该软件上完成弧焊系统工作环境的布局；步骤二：提取焊缝节点位姿信息：在基于VTK的Viusal Studio离线编程软件中，通过鼠标拾取形成曲线焊缝的周边两曲面，在工件坐标系内创建截平面组，通过截平面组与两曲面的交线信息，求得焊接节点位置，并通过主法面二分法求得焊接节点姿态；步骤三：焊缝轨迹规划：首先在工件坐标系下，根据节点位姿沿焊缝曲线实现位置和姿态离散化，再经坐标系转换变换到机器人基坐标系，实现焊缝笛卡尔空间轨迹规划；步骤四：机器人运动仿真：在基于VTK的三维虚拟仿真环境下，采用函数vtktube显示步骤三得到的焊缝相贯曲线，即机器人的运动虚拟轨迹，通过机器人运动学逆解得到机器人运动过程中所需的关节角序列，进行运动仿真；步骤五：生成机器人运动程序代码：根据选定机器人的程序特点，将基坐标系、工件坐标系和工具坐标系的齐次矩阵转换成对应空间姿态描述形式，在转换完之后，按照选定机器人的运动控制程序代码编写的语言规则进行生成相应的程序文件。