[发明专利]一种基于空间变换原理的弧焊机器人直线摆焊方法

摘要

本发明公开一种基于空间变换原理的弧焊机器人直线摆焊方法，通过建立摆动基础平面的方式将三维空间摆动问题化简到二维空间中求解，先通过部分示教参数求出摆动基础平面中的基础摆动点，后利用示教参数求解摆动平面与摆动基础平面的坐标变换矩阵。通过坐标变换矩阵将摆动基础平面中的基础摆动点映射到摆动平面，得到最终的摆焊轨迹。本发明方法具有输入参数多，轨迹运算速度快的特点。

主权项

一种基于空间变换原理的弧焊机器人直线摆焊方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、摆动平面模型的建立(1.1)首先建立基础平面，使示教路径与基础平面的X轴重合，XOY即为摆动基础平面，在基础平面根据摆动参数得出摆动的所有节点；(1.2)XOY平面绕基础坐标系三次旋转后平移得到摆动平面，这三次旋转依次是，先绕着基础坐标系X轴旋转对应倾斜角角度γ，然后绕Y轴旋转β，最后绕着Z轴旋转α；(1.3)求解摆动平面的旋转平移矩阵，假设示教两点的坐标分别为P_A(x_A,y_A,z_A)和P_B(x_B,y_B,z_B)，分别对α，β，γ求解，其中，γ为倾斜角的角度，β角与和Z轴所成的角度互余，设线段AB的长度为d，则：$\mathrm{\β}=\frac{\mathrm{\π}}{2}-\arccos \frac{z_B-z_A}{d}$假设与X轴的夹角为δ，根据最小角定理可得：cosδ＝cosγ·cosα其中：$cos\mathrm{\δ}=\frac{x_B-x_A}{d}$联立可得：$\frac{x_B-x_A}{d}=sin\left(\arccos \frac{z_B-z_A}{d}\right)\arccos \mathrm{\α}$得：$\mathrm{\α}=\arccos \frac{x_B-x_A}{\sqrt{{(x_B-x_A)}^2+{(y_B-y_A)}^2}}$$d_{xy}=\sqrt{{(x_B-x_A)}^2+{(y_B-y_A)}^2}$求解出(α，β，γ)之后，可得由基础平面到摆动平面的旋转矩阵，即：

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