[发明专利]五轴焊接机器人的焊接路径规划方法及五轴焊接机器人

说明书

本公开提供了五轴焊接机器人的焊接路径规划方法及五轴焊接机器人。一种五轴焊接机器人的焊接路径规划方法，包括建立五轴焊接机器人本体及焊接头的D‑H连杆坐标系，得到五轴焊接机器人本体及焊接头相应参数；求解出五轴焊接机器人的运动学正解和运动学逆解，进而得到五轴焊接机器人的末端位姿和关节角；根据五轴焊接机器人的末端位姿和关节角，计算五轴焊接机器人的工作空间；建立五轴焊接机器人的工作空间的三维模型，在三维模型中勾画出焊接路径曲线；在焊接路径曲线上取一定数量的焊接点；从预先定义的零点处开始以粗插补的形式控制焊接头移动到第一个焊接点处，在任意两个相邻焊接点之间进行精插补来控制焊接头移动，直至焊接完成焊接路径曲线。

技术领域

本公开属于路径规划领域，尤其涉及一种五轴焊接机器人的焊接路径规划方法及五轴焊接机器人。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

五轴焊接机器人可以通过x，y，z三个轴进行转动，同时可以依靠基座上的轴实现转身的动作，以及手部可以灵活转动的轴，增加了其灵活性。五轴焊接机器人的关节多，灵活性比较强，能够承担较为复杂的焊接工作。

在焊接过程中，如何保证焊接速度、准确度以及稳定性，是目前五轴焊接机器人面临的问题。

发明内容

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种五轴焊接机器人的焊接路径规划方法，其焊接速度快、精度高且稳定性高。

本公开的一种五轴焊接机器人的焊接路径规划方法，包括：

建立五轴焊接机器人本体及焊接头的D-H连杆坐标系，得到五轴焊接机器人本体及焊接头相应参数；

求解出五轴焊接机器人的运动学正解和运动学逆解，进而得到五轴焊接机器人的末端位姿和关节角；

根据五轴焊接机器人的末端位姿和关节角，计算出五轴焊接机器人的工作空间；

建立五轴焊接机器人的工作空间的三维模型，在三维模型中勾画出焊接路径曲线；

在焊接路径曲线上取一定数量的焊接点，并保存这些焊接点的坐标；

根据五轴焊接机器人的末端位姿，从预先定义的零点处开始以粗插补的形式控制焊接头移动到第一个焊接点处，然后在任意两个相邻焊接点之间进行精插补来控制焊接头移动，直至焊接完成焊接路径曲线。

在一个或多个实施例中，焊接完成后，根据之前预先定义的零点自动控制焊接头回零。

在一个或多个实施例中，利用余弦定理求解出五轴焊接机器人的运动学逆解。

在一个或多个实施例中，利用蒙特卡洛方法，计算出五轴焊接机器人的工作空间；其具体过程包括：

生成各关节随机变量值；

将随机关节变量值逐一代入下式，计算出所有随机点的坐标(P_x，P_y，P_z)；

P_x＝L₁cθ₁+L₂cθ₁cθ₂-L₂sθ₁sθ₂

P_y＝L₁sθ₁+L₂cθ₁sθ₂+L₂sθ₁cθ₂

P_z＝-d₃