[发明专利]一种箱型件焊缝自主寻位及轨迹自动生成方法

权利要求书

1.一种箱型件焊缝自主寻位及轨迹自动生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立相机、点激光传感器、机器人与工控机之间的通讯；

步骤2：控制相机拍照，并将箱型件的坐标传递给机器人；

步骤3：点激光传感器根据获取的机器人位置信息进行扫描寻找机器人控制器；

步骤4：机器人控制器与工控机通讯，在获取工控机信号后，末端运动到扫描位置；

步骤5：点激光传感器进行测距；

步骤6：采集卡获得点激光传感器采得距离的模拟量，并传递给工控机；

步骤7：工控机将距离的模拟量转换为数字量，并通过坐标转换生成新的点坐标；

步骤8：重复扫描箱型件侧壁，直至扫描完成；

步骤9：将扫描得到的点坐标进行计算得到箱型件焊缝轨迹；

步骤10：生成离线的机器人程序并自动导入机器人控制器；

步骤11：进行焊缝轨迹测试后焊接；

其中：

所述步骤9中，通过控制机器人末端执行器多个不同位置下测量同一点的坐标，推导出旋转矩阵和平移矩阵，即可获得点激光传感器与执行器的手眼关系矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种箱型件焊缝自主寻位及轨迹自动生成方法，其特征在于，所述相机、点激光传感器、机器人与工控机之间通过以太网进行通讯。

3.根据权利要求1所述的一种箱型件焊缝自主寻位及轨迹自动生成方法，其特征在于，设C_L为激光传感器的坐标系，C_T为机器人末端坐标系，C_B为机器人基坐标系；B_a、T_a和L_a表示球面上点在机器人基座标系、机器人末端坐标系和激光传感器坐标系下的坐标，其中B_a＝[b_x,b_y,b_z]^T，T_a＝[t_x,t_y,t_z]^T，L_a＝[l_x,l_y,l_z]^T，激光器传感器的坐标系C_L到机器人末端坐标系C_T的旋转矩阵为R_l，平移矩阵为T_l；机器人末端坐标系C_T到机器人基坐标系C_B的旋转矩阵为R_t，平移矩阵为T_t，其中旋转矩阵为矩阵3×3矩阵，平移矩阵为3×1矩阵；矩阵B为4×4齐次矩阵，表示描述机器人末端坐标系C_T与机器人基座标系C_B间的相对方位，由旋转矩阵R_t与平移矩阵T_t描述；

则：

坐标系C_L到C_T的转换为：

T_a＝R_lL_a+T_l

坐标系C_T到C_B的转换为：

B_a＝R_tT_a+T_t

所以，坐标系C_L到C_B的转换为：

B_a＝R_t(R_l L_a+T_l)+T_t

转换为齐次矩阵有：

4.根据权利要求1所述的一种箱型件焊缝自主寻位及轨迹自动生成方法，其特征在于，矩阵X为4×4齐次矩阵，表示手眼关系矩阵，且矩阵X在机器人任意姿态下都是相同的，调整姿态并设置点激光传感器所测距离始终为100mm，则该点在激光传感器的坐标系下的坐标不变的；采用4个不同的位姿：

(1)：

(2)：

(3)：

(4)：

其中，(2)-(1)得：

即：

(3)-(1)得：

(4)-(1)得：

联立得：

则：