一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法技術

本發明專利技術公開了一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法，包括獲取焊縫信息；計算直線焊縫的笛卡爾坐標系，計算曲線焊縫的笛卡爾坐標系，在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫和曲線焊縫的每一道焊接路徑設置左右偏移量和高度偏移量，多層多道焊接工藝系統將編程好的每一道焊接路徑信息傳輸給工業焊接機器人，工業焊接機器人對直線焊縫和曲線焊縫的每一道焊接路徑進行施焊。本發明專利技術僅通過一次編程即可實現工業焊接機器人對所有道焊接進行施焊，相較于現有技術中每完成一道焊接，然后計算計偏移量后再進行下一道的編程，極大的提高了編程效率，節約了人工時間成本，且降低了多層多道焊的使用難度和門檻。道焊的使用難度和門檻。道焊的使用難度和門檻。

【技術實現步驟摘要】
一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法


[0001]本專利技術涉及工業焊接機器人焊接方法
，尤其涉及一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法。

技術介紹

[0002]在工業焊接機器人應用于中厚板工件的焊接中，當遇見焊縫較寬的情況時，經常會出現對同一焊縫的多層焊方式，多層焊包括多層單道焊和多層多道焊，如圖1所示，圖a為多層單道焊，圖b為多層多道焊。現有的工業焊接機器人針對多層多道焊時，是由人工進行反復的示教和編程，每一焊完一道路徑后都需要編程下一道路徑的位置和焊接參數，自動化程度低且人工操作時間較長。

技術實現思路

[0003]本專利技術提供了一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法，以解決現有技術中工業焊接機器人針對多層多道焊時，是由人工進行反復的示教和編程，每一焊完一道路徑后都需要編程下一道路徑的位置和焊接參數，自動化程度低且人工操作時間較長的問題。
[0004]本專利技術采用的技術方案是：一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法，包括如下步驟：
[0005]步驟1：獲取焊縫信息，所述焊縫信息包括直線焊縫和曲線焊縫；
[0006]步驟2：計算直線焊縫所在直線AB的笛卡爾坐標系；
[0007]步驟3：在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑在Y軸方向設置左右偏移量；
[0008]步驟4：在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑在Z軸方向設置高度偏移量；
[0009]步驟5：計算曲線焊縫的笛卡爾坐標系；
[0010]步驟6：在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑在Y軸方向設置左右偏移量；
[0011]步驟7：在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑在Z軸方向設置高度偏移量；
[0012]步驟8、多層多道焊接工藝系統將編程好的每一道焊接路徑信息傳輸給工業焊接機器人，工業焊接機器人對直線焊縫和曲線焊縫的每一道焊接路徑進行施焊。
[0013]優選地，步驟2中計算直線焊縫所在直線AB的笛卡爾坐標系的方法包括：
[0014]步驟2.1計算直線焊縫所在直線AB的方向向量取方向向量作為笛卡爾坐標系的X軸；
[0015]步驟2.2：曲線焊縫上任意取兩個點B、C，計算得到
[0016]步驟2.3：由兩向量叉乘得到一個平面法向量取方向向量作為笛卡
爾坐標系的Z軸；
[0017]步驟2.4：將與叉乘得到向量取方向向量作為笛卡爾坐標系的Y軸。
[0018]優選地，步驟5中計算曲線焊縫的笛卡爾坐標系方法包括：
[0019]取曲線焊縫上所在點的切線方向作為所在點的X軸，所在點的Z軸方向與直線焊縫的Z軸方向一致，根據所在點X軸和Z軸確定Y軸。
[0020]本專利技術的有益效果是：本專利技術僅通過一次編程即可實現工業焊接機器人對所有道焊接進行施焊，相較于現有技術中每完成一道焊接，然后計算計偏移量后再進行下一道的編程，極大的提高了編程效率，節約了人工時間成本，且降低了多層多道焊的使用難度和門檻。
附圖說明
[0021]圖1為本專利技術公開的多層單道焊a)和多層多道焊b)結構示意圖；
[0022]圖2為本專利技術公開的直線焊縫焊接前的結構示意圖；
[0023]圖3為本專利技術公開的直線焊縫和曲線焊縫施焊后的焊縫路徑示意圖；
[0024]圖4為本專利技術公開的直線焊縫焊接后的結構示意圖。
具體實施方式
[0025]為了使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本專利技術作進一步詳細描述，但本專利技術的實施方式不限于此。
[0026]實施例1：
[0027]一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法，如圖2所示，焊板一1和焊板二2形成一個V字形夾角，并形成直線焊縫3。在焊接過程中，除了會出現直線焊縫3還會出現曲線焊縫(圖中未示出)。
[0028]本專利技術既可以對直線焊縫進行多層多道焊接，而且可以對曲線焊縫進行多層多道焊接。以一道直線焊縫和一道曲線焊縫為例進行說明，如圖3所示，圖3中AB為直線焊縫，BDC為曲線焊縫。在多層多道焊接的應用中，核心是要求在上一道焊接路徑完成后求出偏移后的路徑，此偏移又分高度上的偏移和左右的偏移。求得偏移量的方法如下：
[0029]步驟1、獲取焊縫信息；這里的焊縫信息包括焊縫位置信息、長度信息、焊縫深度角度信息、以及包括哪些類型的焊縫(直線焊縫、曲線焊縫)。
[0030]步驟2、計算直線焊縫AB的笛卡爾坐標系。
[0031]步驟2.1、計算直線焊縫AB的方向向量取方向向量作為笛卡爾坐標系的X軸(圖3中A點下方)。
[0032]步驟2.2、曲線焊縫上任意取兩個點，如B和C，計算得到
[0033]步驟2.3、兩條非平行直線可確定一個平面，由兩向量叉乘得到一個平面法向量(垂直于紙面向外)，取方向向量作為笛卡爾坐標系的Z軸。
[0034]步驟2.4、將與叉乘得到向量(圖中AA
’
方向)，取方向向量作為笛卡爾坐標系的Y軸，至此，確定了直線焊縫AB的參考坐標系。
[0035]步驟3、在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑設置左右偏移量，即在Y軸的正負方向均加
△
y；A點偏移后的位置即為A`和A``，B點偏移后的位置即為B``和B```。
[0036]步驟4、在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑設置高度偏移量，即Z軸正方向的偏移量，在直線焊縫的左右偏移量的基礎上再疊加上高速偏移量，即得直線焊縫焊接完成后偏移的路徑。
[0037]步驟5、計算曲線焊縫的笛卡爾坐標系。
[0038]步驟5.1、由于在曲線焊縫上每個點的參考坐標系不一樣，取曲線焊縫上所在點的切線方向作為所在點的X軸，所在點的Z軸方向與直線焊縫的Z軸方向一致，根據所在點X軸和Z軸確定Y軸。
[0039]步驟6、在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑設置左右偏移量，即在Y軸的正負方向均加上
△
y；此時D點偏移后的位置即為D`和D``，C點偏移后的位置即為C`和C``。
[0040]步驟7、在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑設置高度偏移量；Z軸正方向的偏移量；此時就得到了曲線焊縫焊接完成后偏移的路徑。
[0041]步驟8、多層多道焊接工藝系統將編程好的每一道焊接路徑信息傳輸給工業焊接機器人對直線焊縫和曲線焊縫的每一道焊接路徑進行施焊。
[0042]值得注意的是，在為直線焊縫和曲線焊縫設置左右偏移量和高度偏移量時，偏移量不一定相等。
[0043]直線焊縫焊接完成后的示意圖如圖4所示。
[0044]以上實施例僅用以說明本專利技術的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對專利技術進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種基于工業焊接機器人的多層多道焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1：獲取焊縫信息，所述焊縫信息包括直線焊縫和曲線焊縫；步驟2：計算直線焊縫所在直線AB的笛卡爾坐標系；步驟3：在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑在Y軸方向設置左右偏移量；步驟4：在多層多道焊接工藝系統中為直線焊縫的每一道焊接路徑在Z軸方向設置高度偏移量；步驟5：計算曲線焊縫的笛卡爾坐標系；步驟6：在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑在Y軸方向設置左右偏移量；步驟7：在多層多道焊接工藝系統中為曲線焊縫的每一道焊接路徑在Z軸方向設置高度偏移量；步驟8、多層多道焊接工藝系統將編程好的每一道焊接路徑信息傳輸給工業焊接機器人，工業焊接機器人對直線焊縫和曲線焊縫的每一道焊接路徑...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃貴良，袁凱，朱路生，
申請(專利權)人：成都卡諾普自動化控制技術有限公司，
類型：發明
國別省市：