[发明专利]一种焊缝自动跟踪方法及装置

权利要求书

1.一种焊缝自动跟踪方法，其特征在于：

使用安装有力觉传感器的探测机构持续获取焊缝对探测机构的反作用力信息；通过力觉传感器及数据采集装置将得到的反作用力信息传送给计算机；计算机根据得到的反作用力信息计算出探测机构的运动方向并控制探测机构沿计算出的运动方向前进；探测机构运动轨迹即为焊缝的实际分布情况，计算机控制位于探测机构后方的焊枪沿所述运动轨迹前进并进行焊接；

其中所述根据得到的反作用力信息计算出探测机构的运动方向是按以下步骤实现：

A、通过下述公式计算第n个采样点的空间位置坐标x_n、y_n、z_n，n＝1，2，3……N，其中N表示整个跟踪过程的采样点数：

x_n＝f(a₁F₁，a₂F₂，.....，a_iF_i)

y_n＝f(b₁F₁，b₂F₂，.....，b_iF_i)

z_n＝f(c₁F₁，c₂F₂，.....，c_iF_i)

公式中，i＝1，2……I，其中I为力觉传感器能够检测力信息的维度数，例如，六维力觉传感器中I＝6，F_i表示第i维力分量，a_i，b_i，c_i分别表示第i维力在x、y、z方向分量的权系数；

B、同理计算第n+1个采样点的空间位置坐标x_n+1、y_n+1、z_n+1；

C、求取第n个采样点至第n+1个采样点之间的位移分量Δx_n、Δy_n、Δz_n：

Δx_n＝x_n+1-x_n

Δy_n＝y_n+1-y_n+1

Δz_n＝z_n+1-z_n

所得位移分量Δx_n、Δy_n、Δz_n即构成探测机构在第n个采样点的运动方向，N-1个位移分量一起即构成探测机构的运动轨迹。

2.一种实现如权利要求1所述焊缝自动跟踪方法的装置，其特征在于：包括：

安装有力觉传感器(103)的探测机构、数据采集装置(104)、计算机(105)、多自由度机械臂(108)；所述安装有力觉传感器(103)的探测机构通过力觉传感器(103)固定在所述多自由度机械臂(108)前端；所述多自由度机械臂(108)与计算机(105)连接并受计算机(105控制；所述探测机构中的力觉传感器(103)通过数据采集装置(104)与计算机(105)连接并发送信息。

3.如权利要求2所述的焊缝自动跟踪方法的装置，其特征在于：所述安装有力觉传感器(103)的探测机构由跟踪探针(101)、探针夹具(102)以及力觉传感器(103)构成；其中跟踪探针(101)与探针夹具(102)之间刚性连接，探针夹具(102)与力觉传感器(103)之间刚性连接。

4.如权利要求2或3所述的焊缝自动跟踪方法的装置，其特征在于：所述力觉传感器(103)是六维力觉传感器。

5.如权利要求2或3所述的焊缝自动跟踪方法的装置，其特征在于：所述多自由度机械臂(108)是三自由度机械臂。

6.如权利要求3所述的焊缝自动跟踪方法的装置，其特征在于：所述跟踪探针(101)可根据焊缝宽度选用相应尺寸；所述探针夹具(102)可与各种尺寸的跟踪探针(101)刚性连接。