[发明专利]一种无轨移动式焊接机器人的精密定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接机器人领域，尤其涉及一种无轨移动式焊接机器人的精密定位方法。

背景技术

大型构件，如船舶、核电、轨道交通、航天航空等大型装备的焊接过程中，由于其焊缝轨迹较长、坡口一致性差，且均为小批量、多样化的立体曲线，使得传统的摆臂式焊接机器人难以适应，故目前一般使用人工或者大型龙门架式等有轨移动式的焊接机器人来延伸其行程，完成大型立体曲线的智能化焊接。然而，人工焊接效率低下且焊缝成形一致性差，而大型龙门架式的有轨移动式焊接机器人，不仅成本昂贵、占地面积较大，而且前期龙门架的安装周期较长，在欧美一些发达国家的军舰等的制造上有一定的应用。

此外，现有的无轨移动式焊接机器人多采用轮式、轮履复合式等方式对焊接的行程进行延伸，但由于无轨移动式焊接机器人自主导航及精密定位中的传感及控制受较多的干扰，所以在现有的研究中都大量简化了传感及控制模型，但稳定性依然较差，鉴于此，急需研发一种无轨移动式焊接机器人的精密定位方法，以满足大曲率区域的精密定位。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的技术方案在于，提供一种无轨移动式焊接机器人的精密定位方法，包括以下步骤：(1)在待焊装配缝所在的大型曲面上设置与所述待焊装配缝的轨迹近似平行的路径，移动平台上安装有与所述路径相对应的第一传感器，当所述移动平台在所述路径上行走时，所述第一传感器将所述移动平台相对所述路径的位置偏离量实时传递给移动平台控制系统，所述移动平台控制系统依据所述位置偏离量调整所述移动平台的位置；(2)在多轴机械手上安装有第二传感器，当所述移动平台沿着所述路径移动的同时，所述第二传感器将焊枪相对所述待焊装配缝的位姿偏离量实时传递给多轴机械手运动控制系统，所述多轴机械手运动控制系统依据所述位姿偏离量调整所述焊枪的位姿。

进一步，所述路径为导轨或滑槽或轨迹线。

进一步，所述导轨为磁性导轨，其与对应的所述第一传感器为磁性传感器。

进一步，所述导轨为刚性导轨，其与对应的所述第一传感器为接触式传感器。

进一步，所述滑槽为磁性滑槽，与其对应的所述第一传感器为磁性传感器。

进一步，所述滑槽为刚性滑槽，与其对应的所述第一传感器为接触式传感器。

进一步，所述轨迹线为实际轨迹线或虚拟轨迹线，与其对应的所述第一传感器为视觉传感器。

进一步，所述第二传感器为基于线结构光辅助式的视觉传感器。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：

1.所述第一传感器和所述路径的宏观配合，所述第二传感器和所述待焊装配缝的微观配合，通过这种“宏-微”相结合的方式，实现了所述焊接机器人的自主导航和精密定位；

2.本发明的焊接方法不仅实施过程简单，而且对于复杂空间曲线焊缝也能够实现精密的定位，在很大程度上改善了大曲率区域的焊接质量，尤其对于大型构件复杂轨迹的自动化焊接具有重要的实用价值。

附图说明

图1为本发明基于结构光辅助式的视觉传感器对待焊装配缝的成像结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本发明的焊接机器人，包括：移动平台、安装与所述移动平台上的第一传感器、与所述第一传感器相连的移动平台控制系统、多轴机械手、安装于所述多轴机械手上的第二传感器、与所述第二传感器相连的多轴机械手运动控制系统以及位于所述多轴机械手端部的焊枪。

本发明利用所述的焊接机器人对焊缝进行精密定位，包括以下步骤：

(1)在待焊装配缝所在的大型曲面上设置与所述待焊装配缝的轨迹近似平行的路径，移动平台上安装有与所述路径相对应的第一传感器，当所述移动平台在所述路径上行走时，所述第一传感器将所述移动平台相对所述路径的位置偏离量实时传递给移动平台控制系统，所述移动平台控制系统依据所述位置偏离量调整所述移动平台的位置；

(2)在多轴机械手上安装有第二传感器，当所述移动平台沿着所述路径移动的同时，所述第二传感器将焊枪相对所述待焊装配缝的位姿偏离量实时传递给多轴机械手运动控制系统，所述多轴机械手运动控制系统依据所述位姿偏离量调整所述焊枪的位姿。