[发明专利]一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法

权利要求书

1.一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，搭建弧焊机器人功率测量平台；

步骤2，确定待优化的弧焊机器人(1)作业路径轨迹；

步骤3，改变焊接起点和终点的焊枪自转角，在满足弧焊机器人(1)可达性的条件下，确定焊枪自转角的取值范围；

步骤4，根据焊枪自转角的取值范围进行功率消耗测量实验；

步骤5，结合实验数据，对比平均功率消耗，得到能量最优的焊接起点和终点焊枪自转角。

2.根据权利要求1所述的一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，步骤1中，所述弧焊机器人功率测量平台包括相互连接的三相功率分析仪(3)和计算机(4)，所述弧焊机器人功率测量平台连接在弧焊机器人(1)的机器人控制器(2)与三相电网(5)之间，用于测量和记录所述弧焊机器人(1)在弧焊焊接作业过程中的实时功率消耗。

3.根据权利要求1所述的一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，步骤2中，所述的待优化的弧焊机器人(1)作业路径轨迹为：

对于平焊位置、长为1m的直焊缝，待优化的弧焊机器人(1)作业路径轨迹为C₁D₁，C₁为平焊位置的焊接起点，C₁在世界坐标系中的坐标为(750,-500,100)，D₁为平焊位置的焊接终点，D₁在世界坐标系中的坐标为(750,500,100)；

对于横焊位置、长为1m的直焊缝，待优化的弧焊机器人(1)作业路径轨迹为C₂D₂，C₂为横焊位置的焊接起点，C₂在世界坐标系中的坐标为(1000,-500,500)，D₂为横焊位置的焊接终点，D₂在世界坐标系中的坐标为(1000,500,500)；

对于立向下焊位置、长为1m的直焊缝，待优化的弧焊机器人(1)作业路径轨迹为C₃D₃，C₃为立向下焊位置的焊接起点，C₃在世界坐标系中的坐标为(600,200,1200)，D₃为立向下焊位置的焊接终点，D₃在世界坐标系中的坐标为(600,200,200)。

4.根据权利要求1所述的一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，步骤3中，所述的焊枪自转角的取值范围为：

对于平焊位置、长为1m的直焊缝，弧焊机器人(1)在焊接起点C₁的焊枪自转角取值范围γ_C1为[-180°,0]，弧焊机器人(1)在焊接终点D₁的焊枪自转角取值范围γ_D1为[-180°,0]；

对于横焊位置、长为1m的直焊缝，弧焊机器人(1)在焊接起点C₂的焊枪自转角取值范围γ_C2为[0,180°]，弧焊机器人(1)在焊接终点D₂的焊枪自转角取值范围γ_D2为[0,180°]；

对于立向下焊位置、长为1m的直焊缝，弧焊机器人(1)在焊接起点C₃的焊枪自转角取值范围γ_C3为[-30°,90°]，弧焊机器人(1)在焊接终点D₃的焊枪自转角取值范围γ_D3为[-150°,180°]。

5.根据权利要求1所述的一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，步骤4中，所述的功率消耗测量实验为：在焊枪自转角的取值范围内，改变焊接起点和终点的焊枪自转角大小，采用步骤1搭建的弧焊机器人功率测量平台测量不同的焊接起点和终点的焊枪自转角组合下，弧焊机器人(1)弧焊作业过程中的实时功率消耗。

6.根据权利要求1所述的一种基于焊枪自转角的焊接机器人能量优化方法，其特征在于，步骤5中，所述的结合实验数据，对比平均功率消耗，得到能量最优的焊接起点和终点焊枪自转角包括：根据步骤4功率消耗测量实验得到的实时功率消耗数据，计算每个焊接起点和终点的焊枪自转角组合下弧焊机器人(1)的平均功率消耗，根据焊接起点焊枪自转角和焊接终点焊枪自转角两个自变量以及因变量平均功率消耗，得到平均功率消耗等高图，通过对比平均功率消耗等高图中平均功率的大小，得到平均功率消耗最小所对应的焊接起点和终点的焊枪自转角组合。