CN108213776A - 一种非接触式机器人激光焊接示教方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及激光焊接领域，具体地说是一种非接触式机器人激光焊接示教定位方法，具体步骤如下：步骤一：示教顶针通过机器人驱动移动与标定平面接触确定辅助激光标定位置点；步骤二：焊接激光器通过机器人驱动移动并射出激光器引导光路在所述辅助激光标定位置点形成光斑，调整空间多自由度调整架姿态，使辅助激光发生器射出的辅助激光光路在标定平面上产生的光斑与激光器引导光路产生的光斑重合，然后固定空间多自由度调整架姿态；步骤三：焊接示教时，焊接激光器通过机器人调整直到所述激光器引导光路和辅助激光光路在焊接目标上产生的光斑重合，获得示教目标位置点。本发明能够提高焊接轨迹规划效率，减少示教过程中发生干涉的可能性。

Description

一种非接触式机器人激光焊接示教方法
技术领域
本发明涉及激光焊接领域，具体地说是一种以高重复定位精度机器人为激光器运动载体、针对激光焊接目标位置点的非接触式机器人激光焊接示教定位方法。
背景技术
对于特种工件焊接来说，由于特种工件焊接工艺复杂，焊接件形式不同，需通过人工示教焊接目标位置点的方式来规划机器人焊接轨迹。传统机器人示教一般使用接触式顶针或离线编程等方式来进行，前者易与焊接工件发生干涉且过程繁琐，后者针对复杂焊接轨迹目标易产生轨迹偏差。另外为适应激光焊接过程中的不同焊接参数，需保证示教方法具有一定的空间灵活性，使所示教的目标点在一定范围内可调。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非接触式机器人激光焊接示教方法，该方法能够提高焊接轨迹规划效率，减少示教过程中发生干涉的可能性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种非接触式机器人激光焊接示教方法，包括机器人﹑示教顶针、标定平面、空间多自由度调整架、焊接激光器和辅助激光发生器，其中辅助激光发生器通过所述空间多自由度调整架安装在所述焊接激光器上，具体步骤如下：
步骤一：示教顶针通过机器人驱动移动与标定平面接触确定辅助激光标定位置点；
步骤二：焊接激光器通过机器人驱动移动到记录的辅助激光标定位置点上方并且射出激光器引导光路在所述辅助激光标定位置点形成光斑，调整所述空间多自由度调整架姿态，使辅助激光发生器射出的辅助激光光路在所述标定平面上产生的光斑与所述激光器引导光路产生的光斑重合，然后固定所述空间多自由度调整架姿态；
步骤三：焊接示教时，焊接激光器通过机器人带动靠近焊接目标，直到激光器引导光路和辅助激光光路在焊接目标上均出现光斑，继续控制机器人调整焊接激光器位置与姿态，直到所述激光器引导光路和辅助激光光路在焊接目标上产生的光斑重合，从而获得示教目标位置点。
所述示教顶针长度可调。
所述空间多自由度调整架具有4个空间自由度。
所述空间多自由度调整架包括调整架固定基座、调整架大臂、调整架肘关节和调整架夹持头，所述调整架固定基座可转动地安装在焊接激光器一侧，所述调整架固定基座、调整架大臂、调整架肘关节和调整架夹持头依次转动连接。
所述调整架固定基座、调整架大臂、调整架肘关节和调整架夹持头的转动连接处均设有紧固螺钉。
本发明的优点与积极效果为：
1、本发明使用旁路辅助激光，使示教过程为非接触式焊接示教，减少发生干涉的可能性。
2、本发明将辅助激光发生器固定在空间多自由度调整架上保证示教目标点具有一定的空间灵活性，使其在一定范围内可调。
3、本发明使示教过程简单快捷，提高了整个激光焊接过程的效率。
附图说明
图1为本发明的辅助激光标定过程示意图；
图2为本发明的示教过程示意图；
图3为图2中空间多自由度调整架的示意图。
其中，1为机器人夹持部位，2为示教顶针，3为辅助激光标定位置点，4为标定平面，5为焊接激光器，6为激光器引导光路，7为示教目标位置点，8为焊接目标，9为辅助激光光路，10为辅助激光发生器，11为空间多自由度调整架，12为调整架固定基座，13为调整架大臂，14为调整架肘关节，15为调整架夹持头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详述。
本发明包括机器人﹑示教顶针2、标定平面4、空间多自由度调整架11、焊接激光器5和辅助激光发生器10，其中如图3所示，所述空间多自由度调整架11包括调整架固定基座12、调整架大臂13、调整架肘关节14和调整架夹持头15，所述调整架固定基座12可转动地安装在焊接激光器5一侧，所述调整架固定基座12、调整架大臂13、调整架肘关节14和调整架夹持头15依次转动连接，使整个机构具有总共4个空间自由度，且所述各个部件的转动连接处均设有紧固螺钉，通过旋紧所述紧固螺钉即可将所述空间多自由度调整架11的姿态固定，所述调整架夹持头15用于夹持辅助激光发生器10。
本发明具体步骤如下：
步骤一：辅助激光标定位置点3的确定。如图1所示，先将设计满足要求且长度可调的示教顶针2精确调整至长度为所需尺寸，以保证其顶针部分指示为所需参考目标点，然后将调整好长度的示教顶针2固定在机器人夹持部位1上，机器人移动示教顶针2至合适位置，使示教顶针2以合适的姿态与标定平面4接触，该接触点即为辅助激光标定位置点3，通过机器人内部程序记录此时机器人的位置点。
步骤二：空间多自由度调整架11姿态的确定。移动机器人使示教顶针2离开标定平面4并取下示教顶针2，将焊接激光器5安装在机器人夹持部位1，运行程序将焊接激光器5通过机器人驱动移动到记录的辅助激光标定位置点3上方，在机器人重复定位精度足够的前提下，焊接发生器5射出的激光器引导光路6会直接照射于所述辅助激光标定位置点3上，然后调整焊接激光器5上的空间多自由度调整架11姿态，使辅助激光发生器10射出的辅助激光光路9在标定平面4上产生的光斑与焊接发生器5产生的光斑在所述辅助激光标定位置点3重合，光斑重合后固定空间多自由度调整架11姿态，保证示教过程中空间多自由度调整架姿态无变化。
步骤三：机器人焊接示教。如图2所示，将焊接激光器5通过机器人移动并以合适的姿态靠近焊接目标8，直到由焊接激光器5射出的激光器引导光路6和辅助激光发生器10射出的辅助激光光路9在焊接目标8上均出现光斑为止，继续控制机器人调整焊接激光器5位置与姿态，直到所述激光器引导光路6和辅助激光光路9在焊接目标8上产生的光斑重合为止，此时的示教目标位置点7即为机器人所需记录的示教轨迹点。

Claims (5)

1.一种非接触式机器人激光焊接示教方法，其特征在于：包括机器人﹑示教顶针(2)、标定平面(4)、空间多自由度调整架(11)、焊接激光器(5)和辅助激光发生器(10)，其中辅助激光发生器(10)通过所述空间多自由度调整架(11)安装在所述焊接激光器(5)上，具体步骤如下：
步骤一：示教顶针(2)通过机器人驱动移动与标定平面(4)接触确定辅助激光标定位置点(3)；
步骤二：焊接激光器(5)通过机器人驱动移动到记录的辅助激光标定位置点(3)上方并且射出激光器引导光路(6)在所述辅助激光标定位置点(3)形成光斑，调整所述空间多自由度调整架(11)姿态，使辅助激光发生器(10)射出的辅助激光光路(9)在所述标定平面(4)上产生的光斑与所述激光器引导光路(6)产生的光斑重合，然后固定所述空间多自由度调整架(11)姿态；
步骤三：焊接示教时，焊接激光器(5)通过机器人带动靠近焊接目标(8)，直到激光器引导光路(6)和辅助激光光路(9)在焊接目标(8)上均出现光斑，继续控制机器人调整焊接激光器(5)位置与姿态，直到所述激光器引导光路(6)和辅助激光光路(9)在焊接目标(8)上产生的光斑重合，从而获得示教目标位置点(7)。
2.根据权利要求1所述的非接触式机器人激光焊接示教方法，其特征在于：所述示教顶针(2)长度可调。
3.根据权利要求1所述的非接触式机器人激光焊接示教方法，其特征在于：所述空间多自由度调整架(11)具有4个空间自由度。
4.根据权利要求3所述的非接触式机器人激光焊接示教方法，其特征在于：所述空间多自由度调整架(11)包括调整架固定基座(12)、调整架大臂(13)、调整架肘关节(14)和调整架夹持头(15)，所述调整架固定基座(12)可转动地安装在焊接激光器(5)一侧，所述调整架固定基座(12)、调整架大臂(13)、调整架肘关节(14)和调整架夹持头(15)依次转动连接。
5.根据权利要求4所述的非接触式机器人激光焊接示教方法，其特征在于：所述调整架固定基座(12)、调整架大臂(13)、调整架肘关节(14)和调整架夹持头(15)的转动连接处均设有紧固螺钉。
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