CN104191068B - 一种焊接路径控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焊接路径控制方法，包括：获取焊接工件参数，焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；根据长度、厚度和倒角或半圆的半径生成横向平移消息；根据距离、厚度和圆弧允许误差，分离焊接工件倒角或半圆上的点；生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，各个点的相对旋转坐标用于指示气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动。本发明所提供的焊接路径控制方法针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

Description

一种焊接路径控制方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及电池盖焊接技术领域，尤其涉及一种应用于方形电池盖的焊接路径控制方法、装置及系统。

背景技术

现有技术中，方形电池盖基本形状包括一长方形和两圆弧、或一长方形和四倒角；针对一长方形和两圆弧的结构，该两圆弧分别设置于长方形的两短边处；而针对一长方形和四倒角的结构，该四倒角分别设置于长方形的四顶角处。目前，对方形电池盖的基本焊接方式为，采用一个气动卡爪抓取固定，而后保持焊接机构保持不动，气动卡爪可以在三个自由度内运动，所述三个自由度包括上下、左右和旋转移动。具体地，上述焊接方式为：气动卡爪的旋转中心与被焊接的方形电池盖的中心同心设置，这样针对不同的方形电池盖就需要重新更换相对应的气动卡爪，以适应方形电池盖的尺寸。为改善上述针对不同方形电池盖尺寸需更换气动卡爪的焊接方式，有新机构出现，其中，需在气动卡爪部分的左下角设置挡板，以用于固定电池和定位作用，由此气动卡爪的旋转中心与电池的旋转中心将不再处于同一中心；进而，相对于先前机构的焊接路径简单编程，基于新机构焊接路径编程较为复杂。

综上所述，现有技术中针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在不更换相对应气动卡爪的前提下，缺少一种简单快捷的焊接路径控制方法。

发明内容

本发明的目的为提供一种焊接路径控制方法、装置及系统，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

为实现上述发明目的，一方面，本发明提供一种焊接路径控制方法，包括：

获取焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；

根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动所述焊接工件横向平移一距离；

根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；

生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动。

为实现上述发明目的，另一方面，本发明提供一种焊接路径控制装置，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；

第一生成模块，所述第一生成模块用于根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；

分离模块，所述分离模块用于根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；

第二生成模块，所述第二生成模块用于生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动。

为实现上述发明目的，另一方面，本发明提供一种焊接路径控制系统，包括焊接机构、焊接路径控制装置和气动卡爪，

所述焊接机构固定不动，用于对焊接工件进行焊接；

所述焊接路径控制装置用于获取所述焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标；所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动；

所述气动卡爪用于根据所述横向平移消息，带动所述焊接工件横向平移一距离；还用于根据所述各个点的相对旋转坐标，带动焊接工件在焊机机构下逐步移动，以完成焊接。

本发明所提供的一种焊接路径控制方法、装置及系统，通过获取焊接工件参数，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点，并生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明焊接路径控制方法的流程图；

图2为本发明焊接路径控制装置的结构示意图；

图3为本发明焊接路径控制系统的结构示意图；

图4为本发明方形电池盖两侧为半圆的一焊接坐标示意图；

图5为本发明方形电池盖两侧为半圆的另一焊接坐标示意图；

图6为本发明方形电池盖两侧为半圆的再一焊接坐标示意图；

图7为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的一焊接坐标示意图；

图8为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的另一焊接坐标示意图；

图9为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的再一焊接坐标示意图；

图10为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的又一焊接坐标示意图；

图11为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的又一焊接坐标示意图；

图12为本发明一友好用户界面示意图；

图13为本发明另一友好用户界面示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例的焊接工件为方形电池盖，方形电池盖的形状较为固定，基本包括两种形状：一种形状为一长方形、两侧边呈圆弧状，而另一种形状为或一长方形、四顶角呈倒角状、每一侧边的两倒角通过直线过度连接；

实施例一

图1为本发明焊接路径控制方法的流程图。如图1所示，本实施例焊接路径控制的方法包括：

步骤S101、获取焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；

具体地，针对上述方形电池盖一种形状，获取的方形电池盖参数包括：方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、半圆的半径(为厚度Workpiece_Width的1/2长度)、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标(Workpiece_Tip_Left,Workpiece_Tip_Bottom)以及圆弧允许误差Workpiece_Tolerance；

针对上述方形电池盖另一种形状，获取的方形电池盖参数包括：方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、倒角的半径Chamfer、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标(Workpiece_Tip_Left,Workpiece_Tip_Bottom)以及圆弧允许误差Workpiece_Tolerance；

步骤S102、根据所述长度、厚度、倒角或半圆的半径和左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标，生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动所述焊接工件平移一焊接工件长边的距离；

具体地，根据方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、半圆的半径1/2Workpiece_Width或倒角的半径Chamfer、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标(Workpiece_Tip_Left,Workpiece_Tip_Bottom)以及圆弧允许误差Workpiece_Tolerance；生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动所述方形电池盖平移一方形电池盖长边的距离。

步骤S103、根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；将针对两种基本形状的方形电池盖分别具体进行描述。

步骤S104、生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动。同样，将针对两种基本形状的方形电池盖分别具体进行描述。

这里需要特别说明的是，上述焊接路径控制的方法，由焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖而完成，焊接机构则相对保持不动。进一步地，本方案亦可视为对应焊接路径控制方法的编码的自动生成过程，即编程过程的思路与焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖的方式完全一致。综上，为避免针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，人工再次编程所带来的生产隐患，实现降低生产成本、提高加工效率的目的，从编码生成角度讲，可通过友好的用户界面由操作者录入方形电池盖参数的方式，自动、快速地生成焊接路径控制方法对应的编码；最终，由焊接路径控制装置执行相应的编码，进而控制气动卡爪带动方形电池盖完成焊接。

相应的友好用户界面如图12和图13所示。其中，图12为本发明一友好用户界面示意图，对应两侧为半圆的方形电池盖的焊接工件参数的获取。图13为本发明另一友好用户界面示意图；对应顶角为1/4圆弧的方形电池盖的焊接工件参数的获取。

本发明实施例通过获取焊接工件参数，分离焊接工件倒角或半圆上的点，并生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

实施例二

图4为本发明方形电池盖两侧为半圆的一焊接坐标示意图。图5为本发明方形电池盖两侧为半圆的另一焊接坐标示意图。图6为本发明方形电池盖两侧为半圆的再一焊接坐标示意图。图7为本发明方形电池盖两侧为半圆的又一焊接坐标示意图。结合图1、图4至图7所示，针对两侧为半圆的方形电池盖的焊接路径控制方法，具体包括：

首选，需要强调的是，由于焊接机构固定不动，方形电池盖在气动卡爪的带动下能够以气动卡爪的旋转中心D旋转。

如图4所示，由于方形电池盖的中心与气动卡爪的旋转中心D非同轴设置，导致方形电池盖的中心C与气动卡爪的旋转中心D在X向和Z向有位置差。为保障焊接的有效性，在气动卡爪带动方形电池盖运动的起始时刻，需通过操作者调整使得焊接机构位于起始位置A处上方，且固定位置，具体高度差异由焊接机构自身工作距离来决定。

其次，操作者通过如图12所示的用户友好界面输入如下焊接工件参数：方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、勾选整半圆选项、左下尖点B相对于气动卡爪旋转中心的坐标(Workpiece_Tip_Left,Workpiece_Tip_Bottom)以及圆弧允许误差Workpiece_Tolerance；进而生成自动、快速地生成焊接路径控制方法对应的编码。

如图4其坐标系各个轴方向为虚线所示，进一步地，由焊接路径控制装置执行上述编码，获取方形电池盖参数；并以方形电池盖的左下尖点B为坐标系原点，分别获取方形电池盖中心C的坐标和气动卡爪旋转中心D的坐标，其中，

C的坐标为：

(Workpiece_Origin_X＝Workpiece_Length_A/2，

Workpiece_Origin_Z＝Workpiece_Width/2)

气动卡爪旋转中心D的坐标为：

(Rotation_Origin_X＝0-Workpiece_Tip_Left，

Rotation_Origin_Z＝0-Workpiece_Tip_Bottom)

此时，以气动卡爪旋转中心D的位置为零点位置，如图4其各个轴系坐标方向为实线所示，焊接路径控制装置根据方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、半圆的半径Workpiece_Width/2，生成横向平移消息；该横向平移消息用于指示气动卡爪带动方形电池盖沿X轴负方向平移一个距离，由于方形电池盖的长度Workpiece_Length_A是整体长度，即整体长度涵盖两个半圆半径(Workpiece_Width/2)的尺寸。因此，该距离可表示为：

Workpiece_Length＝Workpiece_Length_A-Workpiece_Width。

接着，在气动卡爪带动方形电池盖沿X轴负方向平移一个距离后，如图5所示，焊接机构依旧保持不动，位于E点的上方。此时，记录E点位置相对于气动卡爪旋转中心D的参考坐标：

(Reference_X＝-Workpiece_Length+Workpiece_Length/2+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X，

Reference_Z＝0+Workpiece_Width/2+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)。

进一步地，需要分离BE圆弧上的各个点：具体地，由于焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖的运动包含了平移和旋转，误差类似五轴摆动的非线性误差，而这种误差自身求解较为复杂，类似它的自身特点可以简化为弦高误差，从而可根据距离Workpiece_Length、厚度Workpiece_Width和圆弧允许误差Workpiece_Tolerance，获取各个点的角度间隔；

Step_Angle＝2*arccos(Workpiece_Length/2-Workpiece_Tolerance)×2/Workpiece_Width。

进而可根据角度间隔Step_Angle，获取BE圆弧可分离的段数：Times＝int(3.1415/Step_Angle)+1。

再者，以图5所示的虚线坐标系，根据距离、宽度、角度间隔和段数，可分别记录所分离出的各个点相对于方形电池盖中心的第一坐标：

(X＝Workpiece_Length/2+Workpiece_Width/2*sin(temp*Step_Angle)，

Z＝Workpiece_Width/2*cos(temp*Step_Angle))；

进而，可根据方形电池盖中心C的坐标、气动卡爪旋转中心D的坐标和第一坐标，获取相对于气动卡爪旋转中心D的第二坐标：

(X＝X+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X),

Z＝Z+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z))；

并根据第二坐标记录被分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心D的极坐标；则极坐标对应的被分离各个点的角度值为temp_angle＝arctan(Z/X)。

进一步地，可通过获取被分离的各个点以E点为0度到B点为180度的分割段顺序，按照以气动卡爪旋转中心D旋转被分离各个点对应的角度值temp_angle，记录旋转坐标：

(Rotation_X＝cos(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z)，

Rotation_Z＝sin(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z))。

再进一步地，根据上述参考坐标和旋转坐标，计算相对旋转坐标：

(X＝Reference_X-Rotation_X，Z＝Reference_Z-Rotation_Z)。

这里需要强调的是，在焊接机构保持不动的前体下，上述相对旋转坐标即为焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖移动的距离，以图5实线坐标系所示，而各轴运动方向则以实线坐标系为准。亦即，通过焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖，在保持不动的焊接机构的下面，针对本分离的各个点移动相对旋转坐标，则可满足焊接的要求。

且焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖完成从E点为0度到B点为180度的过程后，气动卡爪带动方形电池盖即处于如图6所示的状态。而后的动作就是一个X轴负向的平移，它的坐标系是实线为准。再就是一个旋转，其过程与上步类似，只是相对的气动卡爪中心D与方形电池盖中心C的位置差发生变化，在实际的控制过程中，则是相对于气动卡爪旋转中心D的第二坐标由

X＝X+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)；

Z＝Z+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)；

变为：

X＝X-(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)；

Z＝Z-(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)；

而其他所有控制过程则不变。

本发明实施例针对两侧为半圆的方形电池盖，通过获取焊接工件参数，分离焊接工件倒角或半圆上的点，并生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

实施例三

图7为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的一焊接坐标示意图。图8为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的另一焊接坐标示意图。图9为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的再一焊接坐标示意图。图10为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的又一焊接坐标示意图。图11为本发明方形电池盖的顶角为1/4圆弧的又一焊接坐标示意图。结合图1、图7至图11所示，针对四顶角均为1/4圆弧的方形电池盖的焊接路径控制方法，具体包括：

本实施例的方向电池盖的形状与上述实施例二的方向电池盖的形状主要不同点在于，两侧并不是完整的半圆形，而是两个1/4圆弧再通过一个直线相连。同上述实施例二针对两侧为半圆的方形电池盖的焊接路径控制方法一样，由于焊接机构固定不动，方形电池盖在气动卡爪的带动下能够以气动卡爪的旋转中心D旋转。

如图7所示，由于方形电池盖的中心与气动卡爪的旋转中心D非同轴设置，导致方形电池盖的中心C与气动卡爪的旋转中心D在X向和Z向有位置差。为保障焊接的有效性，在气动卡爪带动方形电池盖运动的起始时刻，需通过操作者调整使得焊接机构位于起始位置A处上方，且固定位置，具体高度差异由焊接机构自身工作距离来决定。

操作者通过如图13所示的用户友好界面输入如下焊接工件参数：方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、倒角的半径Chamfer、左下尖点B相对于气动卡爪旋转中心的坐标(Workpiece_Tip_Left,Workpiece_Tip_Bottom)以及圆弧允许误差Workpiece_Tolerance；进而生成自动、快速地生成焊接路径控制方法对应的编码。

如图7其坐标系各个轴方向为虚线所示，进一步地，由焊接路径控制装置执行上述编码，获取方形电池盖参数；并以方形电池盖的左下尖点B为坐标系原点，分别获取方形电池盖中心C的坐标和气动卡爪旋转中心D的坐标，其中，

C的坐标为：

(Workpiece_Origin_X＝Workpiece_Length_A/2，

Workpiece_Origin_Z＝Workpiece_Width/2)

气动卡爪旋转中心D的坐标为：

(Rotation_Origin_X＝0-Workpiece_Tip_Left，

Rotation_Origin_Z＝0-Workpiece_Tip_Bottom)

此时，以气动卡爪旋转中心D的位置为零点位置，如图7其各个轴系坐标方向为实线所示，焊接路径控制装置根据方形电池盖的长度Workpiece_Length_A、厚度Workpiece_Width、倒角的半径Chamfer，生成横向平移消息；该横向平移消息用于指示气动卡爪带动方形电池盖沿X轴负方向平移一个距离，由于方形电池盖的长度Workpiece_Length_A是整体长度，即整体长度涵盖两个倒角的圆心X向尺寸。因此，该距离可表示为：

Workpiece_Length＝Workpiece_Length_A-2*Chamfer

接着，在气动卡爪带动方形电池盖沿X轴负方向平移一个距离后，如图8所示，焊接机构依旧保持不动，位于E点的上方。此时，记录E点位置相对于气动卡爪旋转中心D的参考坐标：

(Reference_X＝-Workpiece_Length+Workpiece_Length/2+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X，

Reference_Z＝0+Workpiece_Width/2+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)。

进一步地，需要分离BE圆弧上的各个点：具体地，由于焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖的运动包含了平移和旋转，误差类似五轴摆动的非线性误差，而这种误差自身求解较为复杂，类似它的自身特点可以简化为弦高误差，从而可根据距离Workpiece_Length、厚度Workpiece_Width和圆弧允许误差Workpiece_Tolerance，获取各个点的角度间隔；

Step_Angle＝2*arccos(Workpiece_Length/2-Workpiece_Tolerance)×2/Workpiece_Width。

进而可根据角度间隔Step_Angle，获取每一倒角(1/4圆弧)可分离的段数：Times＝int(3.1415/2/Step_Angle)+1。

再者，以图5所示的虚线坐标系，根据距离、宽度、角度间隔和段数，可分别记录所分离出的各个点相对于方形电池盖中心的第一坐标：

(x_Chamfer＝Chamfer*sin(temp*Step_Angle)+Workpiece_Length/2，

z_Chamfer＝Chamfer*cos(temp*Step_Angle)+Workpiece_Width/2-Chamfer)。

进而，可根据方形电池盖中心C的坐标、气动卡爪旋转中心D的坐标和第一坐标，获取相对于气动卡爪旋转中心D的第二坐标：

(X＝x_Chamfer+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)，

Z＝z_Chamfer+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z))。

并根据第二坐标记录被分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心D的极坐标；则极坐标对应的被分离各个点的角度值为temp_angle＝arctan(Z/X)。

进一步地，可通过获取被分离的各个点以E点为0度到90度的分割段顺序，按照以气动卡爪旋转中心D旋转被分离各个点对应的角度值temp_angle，记录旋转坐标：

(Rotation_X＝cos(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z)，

Rotation_Z＝sin(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z))。

再进一步地，根据上述参考坐标和旋转坐标，计算相对旋转坐标：

(X＝Reference_X-Rotation_X，Z＝Reference_Z-Rotation_Z)。

这里需要强调的是，这里只是完了一个倒角(E点为0到90度)的焊接，在焊接机构保持不动的前体下，上述相对旋转坐标即为焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖移动的距离，以图8实线坐标系所示，而各轴运动方向则以实线坐标系为准。亦即，通过焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖，在保持不动的焊接机构的下面，针对本分离的各个点移动相对旋转坐标，则可满足焊接的要求。

且焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖完成从E点为0度到90的过程后，气动卡爪带动方形电池盖即处于如图9所示的状态。

之后，以图9所示的实线坐标系，焊接机构相对地沿X轴的正向平移另一距离：Workpiece_Width-2*Chamfer，则X轴移动坐标X_Temp应该为：-Workpiece_Length+Workpiece_Length/2+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)-((Chamfer*sin(3.1415926/2)+Workpiece_Length/2；)+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z))+(Workpiece_Width-2*Chamfer)，此时Z轴坐标为：Z_Temp＝(Workpiece_Width/2+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)-(Chamfer*cos(3.1415926/2)+Workpiece_Width/2-Chamfer)+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)。

进一步地，如图10所示，又是一个终点为B点的倒角(1/4圆弧)，其过程与上步类似，此时记录B点位置相对于气动卡爪旋转中心D的另一参考坐标：

(Reference_X＝X_Temp+Workpiece_Width/2-Chamfer-(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)，

Reference_Z＝Z_Temp+Workpiece_Length/2+Chamfer+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X))；

可以理解的是，B点1/4圆弧其间隔段数与E点1/4圆弧的数目一样，如图10所示的虚线坐标系，可分别记录所分离出的各个点相对于方形电池盖中心的另一第一坐标：

(x_Chamfer＝Chamfer*sin(temp*Step_Angle)+Workpiece_Width/2-Chamfer，

z_Chamfer＝Chamfer*cos(temp*Step_Angle)+Workpiece_Length/2)；

进而，可获取相对于气动卡爪旋转中心D的另一第二坐标：

(X＝x_Chamfer-(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)，

Z＝z_Chamfer+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X))

并根据另一第二坐标记录被分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心D的另一极坐标；则另一极坐标对应的被分离各个点的角度值为temp_angle＝arctan(Z/X)。

进一步地，可通过获取被分离的各个点以B点为终点的0度到90度的分割段顺序，按照以气动卡爪旋转中心D旋转被分离各个点对应的角度值temp_angle，记录另一旋转坐标：

(Rotation_X＝cos(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z)，

Rotation_Z＝sin(Rotation_Step_Angle+temp_angle)*sqrt(X*X+Z*Z))。

再进一步地，根据上述参考坐标和旋转坐标，计算相对旋转坐标：

(X＝Reference_X-Rotation_X，Z＝Reference_Z-Rotation_Z)。

由此，如图11所示，这样的最后结果与实施例二中焊接路径控制装置控制气动卡爪带动方形电池盖旋转180度的效果一样。而后的动作就是一个X轴负向的平移，它的坐标系是实线为准。再就是一个旋转，其过程与上步类似，只是相对的气动卡爪中心D与方形电池盖中心C的位置差发生变化，在实际的控制过程中，则是相对于气动卡爪旋转中心D的另一第二坐标由

X＝X+(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)；

Z＝Z+(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)；

变为：

X＝X-(Workpiece_Origin_X-Rotation_Origin_X)；

Z＝Z-(Workpiece_Origin_Z-Rotation_Origin_Z)；

而其他所有控制过程则不变。

本发明实施例针对四顶角均为1/4圆弧的方形电池盖，通过获取焊接工件参数，分离焊接工件倒角或半圆上的点，并生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

实施例四

这里需要说明的是，本发明焊接路径控制装置，为根据上述实施例中焊接路径控制方法所生成，其执行方式与上述实施例的方法完全相同，相对应模块、单元的执行过程和执行步骤在本实施例中将不再赘述。

图2为本发明焊接路径控制装置的结构示意图。如图2所示，本实施例的焊接路径控制装置包括获取模块101、第一生成模块102、分离模块103和第二生成模块104，其中，

获取模块101用于获取焊接工件参数，焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；第一生成模块102用于根据长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；横向平移消息用于指示气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；分离模块103用于根据距离、厚度和圆弧允许误差，分离焊接工件倒角或半圆上的点；第二生成模块104用于生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，各个点的相对旋转坐标用于指示气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动。

进一步地，分离模块包括：第一获取单元，第一获取单元用于根据距离、厚度和圆弧允许误差，获取各个点的角度间隔；第二获取单元，第二获取单元用于根据角度间隔，获取焊接工件倒角或半圆可分离的段数。

进一步地，第二生成模块包括：第一记录单元，第一记录单元用于记录以左下尖点为坐标系原点，焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标；第二记录单元，第二记录单元用于根据焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标，记录气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的长边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于气动卡爪旋转中心的参考坐标；第三记录单元，第三记录单元用于记录各个点相对于焊接工件的工件中心的第一坐标；第四记录单元，第四记录单元用于获取各个点相对于气动卡爪旋转中心的第二坐标，并根据第二坐标记录各个点相对于气动卡爪旋转中心的极坐标；第五记录单元，第五记录单元用于根据极坐标、以及在焊接工件按照以气动卡爪旋转中心旋转过程中各个点对应的角度，记录旋转坐标；计算单元，计算单元用于根据参考坐标和旋转坐标，计算相对旋转坐标。

又进一步地，第二生成模块还包括：第六记录单元，第六记录单元用于记录气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的短边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于气动卡爪旋转中心的另一参考坐标；第七记录单元，第七记录单元用于记录各个点相对于焊接工件的工件中心的另一第一坐标；第八记录单元，第八记录单元用于获取各个点相对于气动卡爪旋转中心的另一第二坐标，并根据另一第二坐标记录各个点相对于气动卡爪旋转中心的另一极坐标；第九记录单元，第九记录单元用于根据另一极坐标、以及在焊接工件按照以气动卡爪旋转中心旋转过程中各个点对应的角度，记录另一旋转坐标；另一计算单元，另一计算单元用于根据另一参考坐标和另一旋转坐标，计算另一相对旋转坐标。

本发明实施例所提供的焊接路径控制装置，通过获取模块获取焊接工件参数，由分离模块分离焊接工件倒角或半圆上的点，并由第二生成模块生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

实施例五

这里需要说明的是，本发明焊接路径控制系统，为根据上述实施例中焊接路径控制方法和装置所生成，其执行方式与上述实施例的方法和装置完全相同，相对应模块、单元的执行过程和执行步骤在本实施例中将不再赘述。

图3为本发明焊接路径控制系统的结构示意图。如图3所示，本实施例的焊接路径控制系统包括焊接机构101、焊接路径控制装置101和气动卡爪103；其中，

焊接机构101固定不动，用于对焊接工件进行焊接；

焊接路径控制装置102用于获取焊接工件参数，焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；根据长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；横向平移消息用于指示气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；根据距离、厚度和圆弧允许误差，分离焊接工件倒角或半圆上的点；生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标；各个点的相对旋转坐标用于指示气动卡爪带动焊接工件在焊机机构下逐步移动；

气动卡爪103用于根据横向平移消息，带动焊接工件横向平移一距离；还用于根据各个点的相对旋转坐标，带动焊接工件在焊机机构下逐步移动，以完成焊接。

本发明实施例所提供的焊接路径控制系统，通过获取模块获取焊接工件参数，由分离模块分离焊接工件倒角或半圆上的点，并由第二生成模块生成所分离的各个点相对于气动卡爪旋转中心相对旋转坐标的相关技术方案，针对尺寸不同、但形状较固定的方形电池盖，在无需更换气动卡爪前提下，仅通过获取简单的焊接工件参数，即可快速生成控制方法，对方形电池盖实现简单快捷的焊接。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊接路径控制方法，其特征在于，包括：

获取焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；

根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动所述焊接工件横向平移一距离；

根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；

生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊接机构下逐步移动。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离焊接工件倒角或半圆上的点，包括：

根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，获取所述各个点的角度间隔；

根据所述角度间隔，获取所述焊接工件倒角或半圆可分离的段数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分离焊接工件倒角或半圆上的点，包括：

对于分离所述焊接工件倒角的点，按倒角的0度到90度的范围顺序进行分离；或，

对于分离所述焊接工件半圆上的点，按半圆的0度到180度的范围顺序进行分离。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，包括：

记录以所述左下尖点为坐标系原点，所述焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标；

根据所述焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标，记录所述气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的长边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于所述气动卡爪旋转中心的参考坐标；

记录所述各个点相对于所述焊接工件的工件中心的第一坐标；

获取所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的第二坐标，并根据所述第二坐标记录所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的极坐标；

根据所述极坐标、以及在所述焊接工件按照以所述气动卡爪旋转中心旋转过程中所述各个点对应的角度，记录旋转坐标；

根据所述参考坐标和所述旋转坐标，计算所述相对旋转坐标。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

记录所述气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的短边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于所述气动卡爪旋转中心的另一参考坐标；

记录所述各个点相对于所述焊接工件的工件中心的另一第一坐标；

获取所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的另一第二坐标，并根据所述另一第二坐标记录所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的另一极坐标；

根据所述另一极坐标、以及在所述焊接工件按照以所述气动卡爪旋转中心旋转过程中所述各个点对应的角度，记录另一旋转坐标；

根据所述另一参考坐标和所述另一旋转坐标，计算另一相对旋转坐标。

6.一种焊接路径控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；

第一生成模块，所述第一生成模块用于根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；

分离模块，所述分离模块用于根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；

第二生成模块，所述第二生成模块用于生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标，所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊接机构下逐步移动。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述分离模块包括：

第一获取单元，所述第一获取单元用于根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，获取所述各个点的角度间隔；

第二获取单元，所述第二获取单元用于根据所述角度间隔，获取所述焊接工件倒角或半圆可分离的段数。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二生成模块包括：

第一记录单元，所述第一记录单元用于记录以所述左下尖点为坐标系原点，所述焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标；

第二记录单元，所述第二记录单元用于根据所述焊接工件的中心坐标及气动卡爪旋转中心的坐标，记录所述气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的长边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于所述气动卡爪旋转中心的参考坐标；

第三记录单元，所述第三记录单元用于记录所述各个点相对于所述焊接工件的工件中心的第一坐标；

第四记录单元，所述第四记录单元用于获取所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的第二坐标，并根据所述第二坐标记录所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的极坐标；

第五记录单元，所述第五记录单元用于根据所述极坐标、以及在所述焊接工件按照以所述气动卡爪旋转中心旋转过程中所述各个点对应的角度，记录所述旋转坐标；

计算单元，所述计算单元用于根据所述参考坐标和所述旋转坐标，计算所述相对旋转坐标。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二生成模块还包括：

第六记录单元，所述第六记录单元用于记录所述气动卡爪带动焊接工件沿焊接工件的短边横向平移一距离后，焊接机构的位置相对于所述气动卡爪旋转中心的另一参考坐标；

第七记录单元，所述第七记录单元用于记录所述各个点相对于所述焊接工件的工件中心的另一第一坐标；

第八记录单元，所述第八记录单元用于获取所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的另一第二坐标，并根据所述另一第二坐标记录所述各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的另一极坐标；

第九记录单元，所述第九记录单元用于根据所述另一极坐标、以及在所述焊接工件按照以所述气动卡爪旋转中心旋转过程中所述各个点对应的角度，记录另一旋转坐标；

另一计算单元，所述另一计算单元用于根据所述另一参考坐标和所述另一旋转坐标，计算另一相对旋转坐标。

10.一种焊接路径控制系统，其特征在于，包括焊接机构、焊接路径控制装置和气动卡爪，

所述焊接机构固定不动，用于对焊接工件进行焊接；

所述焊接路径控制装置用于获取所述焊接工件参数，所述焊接工件参数包括焊接工件的长度、厚度、倒角或半圆的半径、左下尖点相对于气动卡爪旋转中心的坐标以及圆弧允许误差；根据所述长度、厚度和倒角或半圆的半径，生成横向平移消息；所述横向平移消息用于指示所述气动卡爪带动焊接工件横向平移一距离；根据所述距离、厚度和圆弧允许误差，分离所述焊接工件倒角或半圆上的点；生成所分离的各个点相对于所述气动卡爪旋转中心的相对旋转坐标；所述各个点的相对旋转坐标用于指示所述气动卡爪带动焊接工件在焊接机构下逐步移动；

所述气动卡爪用于根据所述横向平移消息，带动所述焊接工件横向平移一距离；还用于根据所述各个点的相对旋转坐标，带动焊接工件在焊接机构下逐步移动，以完成焊接。