本發(fā)明涉及弧焊機器人
技術領域：
，尤其涉及一種雙機器人雙邊對稱焊接的控制方法。
背景技術：
：弧焊焊接是當前機械制造領域最重要的材料連接方式。在弧焊焊接領域，長焊縫(長度≥1m)、薄板材料的焊接最困難，這是因為薄板長焊縫的焊接由于長度問題帶來的工裝誤差、熱變形更嚴重。目前，針對薄板、長焊縫的機器人焊接，一般采用分段焊接、提前點焊或者高密度使用夾具以減小薄板、長焊縫焊接過程中的焊接形變。這種焊接方式缺點在于：分段焊接降低了焊接效率、高密度夾具的使用提高了工裝成本。本發(fā)明提供一種雙機器人雙邊對稱焊接方法，采用雙機器人在薄板、長焊縫兩邊同時焊接，利用焊縫雙邊均勻受熱的特性能夠有效抑制焊接形變。目前的焊接機器人均以單機器人系統(tǒng)為主，缺少雙機器人協(xié)作焊接功能。本發(fā)明就是要解決這一問題，提供一種雙機器人雙邊對稱焊接的控制方法。技術實現(xiàn)要素：針對上述長焊縫薄板焊接問題，本發(fā)明提供了一種雙機器人雙邊對稱焊接控制方法。本方法采用多機器人協(xié)作的目的是進行雙邊對稱焊，需要進行雙機器人協(xié)作控制。相比于目前普遍的由多臺控制器控制對應的機器人的多機器人協(xié)作，本設計使用一臺控制器控制兩臺機器人，避免了不同控制器間的通訊，提升了發(fā)送數(shù)據(jù)周期的精度。本發(fā)明所采用的技術方案是：一種雙機器人雙邊對稱焊接控制方法，包括以下步驟：①主機器人運動到焊接導引點；②從機器人運動到焊接導引點；③主機器人運動到焊接起始點；④從機器人運動到焊接起始點；⑤雙機器人進入?yún)f(xié)作模式；⑥主機器人運動到焊接末端點、自動計算從機器人焊接末端點；⑦雙機器人退出協(xié)作模式；⑧主機器人運動到焊接退出點、從機器人運動到焊接退出點。進一步地，所述步驟主機器人運動到焊接末端點、自動計算從機器人焊接末端點，依據(jù)主機器人的運動計算出從機器人的運動的方法是：雙機器人雙邊對稱焊接時的約束關系，記ql∈Rn，qf∈Rn分別是主機器人關節(jié)角、從機器人關節(jié)角，p(ql)∈R3，p(qf)∈R3分別是主機器人工具手中心點在機器人基坐標系下的位置向量，r1表示由主機器人工具手中心點到從機器人工具手中心點的位移向量，旋轉矩陣是機器人工具手在機器人基坐標系下的姿態(tài)表示，R0n=[n(q)s(q)a(q)]---(2)]]>采用齊次變換矩陣描述機器人工具手的位姿，齊次變換矩陣的形式如下所示：H=RT014×4,H-1=RT-RTT014×4---(3)]]>其中R∈R3×3是描述機器人工具手姿態(tài)的旋轉矩陣，T∈R3是描述機器人工具手位置的向量，R與T在使用之前需指定參考坐標系，一般選擇機器人基坐標系作為工具手位姿參考坐標系；機器人工具手期望的運動軌跡一般采用時變的齊次變換矩陣表示，形式如下：M(t)=R(t)T(t)01---(4)]]>記齊次變換矩陣mbPm(t)為t時刻主機器人工具手在主機器人基坐標系下的位姿，sbPs(t)為t時刻從機器人工具手在從機器人基坐標系下的位姿；記mbPs(t)為t時刻從機器人工具手在主機器人基坐標系下的位姿，則mbPs(t)＝mbHsb·sbPs(t)(5)其中mbHsb是從機器人基坐標系到主機器人基坐標系的齊次變換矩陣；記為雙機器人協(xié)作焊接過程的起始時刻，該時刻主從機器人工具手位姿分別mbpm(t0)和sbps(t0)；記mHs為t0時刻從機器人工具手位姿到主機器人工具手位姿的齊次變換矩陣，則mbpm(t0)＝mHs·mbps(t0)(6)將方程(5)帶入方程(6)在t＝t0時可得到mbpm(t0)＝mHs·mbHsb·sbps(t0)(7)由方程(7)可得mHs＝mbpm(t0)·(sbps(t0))-1·sbHmb(8)其中sbHmb是矩陣mbHsb的逆矩陣，表示由主機器人基坐標到從機器人基坐標系的齊次變換關系。在整個雙機器人協(xié)作雙邊對稱焊接過程中，矩陣mHs在整個焊接過程中保持不變，則pmbm(t)=Hms·pmbs(t)=Hms·Hmbsb·psbs(t)=pmbm(t0)·(psbs(t0))-1·Hsbmb·Hmbsb·psbs(t)=pmbm(t0)·(psbs(t0))-1·psbs(t)---(9)]]>由方程(9)可以得到sbps(，)＝sbps(t0)·(mbpm(t0))-1·mbpm(t)(10)方程(10)就是主從機器人的工具手位姿在雙機器人協(xié)作雙邊對稱焊接過程中的約束關系。也是依據(jù)主機器人運動軌跡(示教軌跡)mbpm(t)計算從機器人運動軌跡sbps(t)的理論依據(jù)。本發(fā)明的有益效果是：①雙邊焊縫同時焊接，提高了焊接效率、縮短了焊接時間；②雙邊焊縫對稱焊接雙邊受熱均勻，有效抑制焊縫焊接熱變形；③雙邊焊縫對稱焊接減少工裝夾具、降低實施成本。附圖說明圖1是本發(fā)明提供的一種雙機器人雙邊對稱焊接控制方法的系統(tǒng)示意圖。可任選兩臺機器人中的一臺為主機器人，另外一臺為從機器人。不失一般性，可選左邊機器人(1)為主機器人。具體實施方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供的一種雙機器人雙邊對稱焊接控制方法，包括以下步驟：①主機器人運動到焊接導引點，焊接導引點由示教操作人員自主選擇合適的位置(可參照單機器人焊接時的選取原則)；②從機器人運動到焊接導引點，焊接導引點由示教操作人員自主選擇(可參照單機器人焊接時的選取原則)；③主機器人運動到焊接起始點，記此時主機器人末端位姿在主機器人基坐標系中為mbpm(t0)；④從機器人運動到焊接起始點，記此時從機器人末端位姿在從機器人基坐標系中為sbps(t0)；⑤雙機器人進入?yún)f(xié)作模式；⑥主機器人運動到焊接末端點、自動計算從機器人焊接末端點，開始雙機器人雙邊對稱焊接過程；本發(fā)明的核心問題是如何依據(jù)主機器人的運動(位姿)自動計算出從機器人的運動(位姿)。按照如下方法計算：記焊接末端點主機器人末端位姿在主機器人基坐標系中為mbpm(tf)，主機器人由mbpm(t0)運動到mbpm(tf)對應焊接過程，記此過程中主機器人運動軌跡為mbpm(t)，則依據(jù)方程(10)得到sbps(t)＝sbps(t0)·(mbpm(t0))-1·mbpm(t)sbps(tf)＝sbps(t0)·(mbpm(t0))-1·mbpm(tf)其中，sbps(t)是自動計算的從機器人運動軌跡，sbps(tf)是自動計算的從機器人焊接過程末端點。⑦雙機器人退出協(xié)作焊接模式；⑧主機器人運動到焊接退出點、從機器人運動到焊接退出點。焊接退出點由示教操作人員自主選擇合適的位置，可參照單機器人焊接過程的選取原則選定。因為本設計采用多機器人協(xié)作的目的是進行雙邊對稱焊，所以實驗只需進行雙機器人協(xié)作，相比于目前普遍的由兩臺控制器控制對應的機器人的雙機器人協(xié)作，本設計使用一臺控制器控制兩臺機器人，避免了不同控制器間通訊，提升了發(fā)送數(shù)據(jù)周期的精度。本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計算機程序來和相關硬件來完成，所述的程序可存儲于計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3