CN111376271A - 控制焊接机器人的方法、装置、焊接机器人和储存介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种控制焊接机器人的方法、装置、焊接机器人和储存介质，该方法包括：获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。本发明实施例的技术方案，根据焊接机器人的当前运动轨迹和历史运动轨迹，来控制焊接机器人跟踪焊缝进行焊接，提高焊接的可靠性，避免出现焊接机器人跑偏的情况。

Description

控制焊接机器人的方法、装置、焊接机器人和储存介质

技术领域

本发明实施例涉及机器人技术，尤其涉及一种控制焊接机器人的方法、装置、焊接机器人和储存介质。

背景技术

焊接机器人在对焊接实施焊接的过程中，需要进行多个阶段的焊接工作。

现有技术中，焊接机器人通过激光相机传感器识别焊缝，来实现自动跟踪焊缝并完成焊接。但是，在焊接的盖面阶段，激光相机传感器照射在焊缝上的线激光拐点不明显，就容易出现焊缝识别不准的情况，因此焊接机器人可能出现跑偏的情况，应用上可靠性不高。

发明内容

本发明实施例提供一种控制焊接机器人的方法、装置、焊接机器人和储存介质，以实现提高焊接的可靠性，避免出现焊接机器人跑偏的情况。

第一方面，本发明实施例提供了一种控制焊接机器人的方法，包括：

获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；

根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。

第二方面，本发明实施例还提供了一种控制焊接机器人的装置，包括：

数据获取模块，用于获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

当前运动轨迹确定模块，用于根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；

焊接机器人控制模块，用于根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。

第三方面，本发明实施例还提供了一种焊接机器人，所述焊接机器人包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

位姿传感器，用于获取位姿数据；

速度传感器，用于获取运动速度数据；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本发明任意实施例所提供的控制焊接机器人的方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本发明任意实施例所提供的控制焊接机器人的方法。

本发明实施例通过根据焊接机器人的当前运动轨迹和历史运动轨迹，来控制焊接机器人跟踪焊缝进行焊接，解决焊接机器人可能出现跑偏，应用上可靠性不高的问题，实现提高焊接的可靠性，避免出现焊接机器人跑偏的情况的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种控制焊接机器人的方法的流程图；

图2是本发明实施例二中的一种控制焊接机器人的方法的流程图；

图3是本发明实施例三中的一种控制焊接机器人的装置的结构示意图；

图4是本发明实施例四中的一种焊接机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种控制焊接机器人的方法的流程图，本实施例可适用于焊接机器人跟踪焊缝进行焊接的情况，该方法可以由控制焊接机器人的装置来执行，该装置可以由硬件和/或软件来实现，该方法具体包括：

步骤110、获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

其中，要将母材焊接为一体，通常需要焊接机器人对焊缝进行多个阶段的焊接，焊接阶段可以包括打底焊接阶段、填充焊接阶段和盖面焊接阶段。焊接机器人通过激光相机传感器识别焊缝位置，线激光照射在焊缝坡口上，在打底焊接阶段和填充焊接阶段，线激光的拐点较为显著，通过激光相机传感器识别焊缝位置较为准确。但在盖面焊接阶段，焊缝坡口的大部分空间已经在填充焊接阶段被填充，此时通过激光相机传感器识别焊缝位置，难免出现线激光拐点不明显，而导致焊缝位置识别不准，甚至识别失败的情况。通过焊接机器人上配置的相关传感器获取预设采样点处的位姿数据和运动速度数据，可以用来表征焊接机器人的运动轨迹。预设采样点是一系列的采样位置点，焊接机器人会依次经过这些预设采样点，可以理解的是，焊缝可以视为一条三维空间中的曲线，位姿数据可以是在预设三维直角坐标系下的倾角值。可选的，获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据，包括：获取焊接机器人的倾角值作为位姿数据；获取焊接机器人的爬行组件中左侧轮和右侧轮的转速作为运动速度数据。

步骤120、根据位姿数据和运动速度数据，确定焊接机器人的当前运动轨迹信息；

其中，在获取到了一系列的位姿数据和运动速度数据，需要将这些数据按照采样的顺序构建成数据序列，来体现焊接机器人在当前焊接阶段的运动轨迹。可选的，根据位姿数据和运动速度数据，确定焊接机器人的当前运动轨迹信息，包括：根据预设采样点处的运动速度数据和相邻的预设采样点间的采样时间间隔，确定焊接机器人在相邻的预设采样点间的运动距离；根据预设采样点处的位姿数据，确定焊接机器人在相邻的预设采样点间的运动方向；根据每个相邻的预设采样点间的运动距离和运动方向，按照采样顺序，构建成运动轨迹序列作为当前运动轨迹信息。示例的，可以采用某个预设采样点处的运动速度作为该预设采样点到下一相邻预设采样点间，焊接机器人的运动速度，将运动速度与采样时间间隔相乘，得到这两个相邻的预设采样点间的运动距离。焊接机器人靠爬行组件来运动，由于焊接机器人的运动轨迹通常不是一条直线，那么左侧轮和右侧轮的转速会有所不同，根据预设采样点处的运动速度数据和相邻的预设采样点间的采样时间间隔，确定焊接机器人在相邻的预设采样点间的运动距离，包括：根据左侧轮的转速与右侧轮的转速的平均值和轮周长，确定焊接机器人的运动速度；将运动速度与采样时间间隔的乘积，作为相邻的预设采样点间的运动距离。

步骤130、根据当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制焊接机器人跟踪焊缝爬行。

其中，历史运动轨迹信息为在前的焊接阶段中焊接机器人跟踪焊缝的运动轨迹信息。历史运动轨迹信息包括打底焊接阶段中的运动轨迹信息和/或填充焊接阶段中的运动轨迹信息。也就是可以选择打底焊接阶段中的运动轨迹信息或者填充焊接阶段中的运动轨迹信息作为历史运动轨迹信息，还可以将打底焊接阶段中的运动轨迹信息和填充焊接阶段中的运动轨迹信息进行融合，作为历史运动轨迹信息，例如取打底焊接阶段中的运动轨迹信息和填充焊接阶段中的运动轨迹信息的平均值作为历史运动轨迹信息，或者取打底焊接阶段中的运动轨迹信息和填充焊接阶段中的运动轨迹信息的加权平均值作为历史运动轨迹信息，可以设置打底焊接阶段中的运动轨迹信息的权重大于填充焊接阶段中的运动轨迹信息的权重。

本实施例的技术方案，通过根据焊接机器人的当前运动轨迹和历史运动轨迹，来控制焊接机器人跟踪焊缝进行焊接，解决焊接机器人可能出现跑偏，应用上可靠性不高的问题，实现提高焊接的可靠性，避免出现焊接机器人跑偏的情况的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种控制焊接机器人的方法的流程图，本实施例的技术方案在上述技术方案的基础上进一步细化，具体包括：

步骤210、获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

步骤220、根据位姿数据和运动速度数据，确定焊接机器人的当前运动轨迹信息；

步骤230、将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息进行比较，确定焊接机器人的位置相对于历史运动轨迹信息的偏差量；

其中，将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息进行比较，确定焊接机器人的位置相对于历史运动轨迹信息的偏差量，包括：对当前运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的当前运动轨迹序列；对历史运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的历史运动轨迹序列；将当前运动轨迹序列与对应的历史运动轨迹序列进行比较，确定当前运动轨迹序列相对于对应的历史运动轨迹序列的偏差量。焊接机器人在不同焊接阶段中的运动速度和位姿均有不同，那么，在不同焊接阶段中，相同的预设采样点处采样得到的位姿数据和运动速度数据在时间隔间上有所不同，这样在进行当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息的比较时有所不便，可以分别对当前运动轨迹信息中的运动轨迹序列和历史运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值，得到时间间隔相等的运动轨迹序列。也就是，当前运动轨迹信息中的运动轨迹序列间隔时间与历史运动轨迹信息中的运动轨迹序列间隔时间都是相等的。

步骤240、若偏差量大于第一设定阈值，按照历史运动轨迹信息修正焊接机器人的运动轨迹。

其中，如果盖面焊接阶段中，焊接机器人的运动轨迹相对于历史运动轨迹发生了偏移，且偏差量大于第一设定阈值，说明焊枪偏离焊缝中心位置较大，需要按照历史运动轨迹信息修正焊接机器人的运动轨迹。

可选的，在将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息进行比较，确定焊接机器人的位置相对于历史运动轨迹信息的偏差量之后，还包括：

若偏差量大于第二设定阈值，控制焊接机器人停止焊接。

其中，第二设定阈值大于第一设定阈值，如果偏差量大于第二设定阈值，说明焊接机器人的焊枪偏离焊缝区域，此时的焊枪位置已经不再是对焊缝进行焊接，需要焊接机器人停止焊接，还可以发出告警信息，提示工程人员出现焊接异常。

本实施例的技术方案，通过插值，将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息转换为时间间隔一致的序列，可以完成当前运动轨迹与历史运动轨迹的对比，进而控制焊接机器人的运动和焊接操作。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种控制焊接机器人的装置的结构示意图，该装置具体包括：

数据获取模块310，用于获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

当前运动轨迹确定模块320，用于根据位姿数据和运动速度数据，确定焊接机器人的当前运动轨迹信息；

焊接机器人控制模块330，用于根据当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制焊接机器人跟踪焊缝爬行。

可选的，数据获取模块310，包括：

位姿数据获取单元，用于获取焊接机器人的倾角值作为位姿数据；

运动速度数据获取单元，用于获取焊接机器人的爬行组件中左侧轮和右侧轮的转速作为运动速度数据。

可选的，当前运动轨迹确定模块320，包括：

运动距离确定单元，用于根据预设采样点处的运动速度数据和相邻的预设采样点间的采样时间间隔，确定焊接机器人在相邻的预设采样点间的运动距离；

运动方向确定单元，用于根据预设采样点处的位姿数据，确定焊接机器人在相邻的预设采样点间的运动方向；

运动轨迹序列构建单元，用于根据每个相邻的预设采样点间的运动距离和运动方向，按照采样顺序，构建成运动轨迹序列作为当前运动轨迹信息。

可选的，运动距离确定单元，具体用于：

根据左侧轮的转速与右侧轮的转速的平均值和轮周长，确定焊接机器人的运动速度；

将运动速度与采样时间间隔的乘积，作为相邻的预设采样点间的运动距离。

可选的，焊接机器人控制模块330，包括：

偏差量确定单元，用于将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息进行比较，确定焊接机器人的位置相对于历史运动轨迹信息的偏差量；

运动轨迹修正单元，用于若偏差量大于第一设定阈值，按照历史运动轨迹信息修正焊接机器人的运动轨迹。

可选的，焊接机器人控制模块330，还包括：

焊接停止单元，用于在将当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息进行比较，确定焊接机器人的位置相对于历史运动轨迹信息的偏差量之后，若偏差量大于第二设定阈值，控制焊接机器人停止焊接。

可选的，偏差量确定单元，具体用于：

对当前运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的当前运动轨迹序列；

对历史运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的历史运动轨迹序列；

将当前运动轨迹序列与对应的历史运动轨迹序列进行比较，确定当前运动轨迹序列相对于对应的历史运动轨迹序列的偏差量。

本发明实施例所提供的控制焊接机器人的装置可执行本发明任意实施例所提供的控制焊接机器人的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例四

图4为本发明实施例四提供的一种焊接机器人的结构示意图，如图4所示，该焊接机器人包括处理器410、存储器420、位姿传感器430和速度传感器440；焊接机器人中处理器410的数量可以是一个或多个，图4中以一个处理器410为例；焊接机器人中的处理器410、存储器420、位姿传感器430和速度传感器440可以通过总线或其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器420作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的控制焊接机器人的方法对应的程序指令/模块(例如，控制焊接机器人的装置中的数据获取模块310、当前运动轨迹确定模块320和焊接机器人控制模块330)。处理器410通过运行存储在存储器420中的软件程序、指令以及模块，从而执行焊接机器人的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的控制焊接机器人的方法。

存储器420可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器420可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器420可进一步包括相对于处理器410远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至焊接机器人。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

位姿传感器430可用于获取位姿数据。速度传感器440可用于获取运动速度数据。

实施例五

本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种控制焊接机器人的方法，包括：

获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；

根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的控制焊接机器人的方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述控制焊接机器人的装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种控制焊接机器人的方法，其特征在于，包括：

获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；

根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据，包括：

获取所述焊接机器人的倾角值作为所述位姿数据；

获取所述焊接机器人的爬行组件中左侧轮和右侧轮的转速作为所述运动速度数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息，包括：

根据所述预设采样点处的所述运动速度数据和相邻的所述预设采样点间的采样时间间隔，确定所述焊接机器人在相邻的所述预设采样点间的运动距离；

根据所述预设采样点处的所述位姿数据，确定所述焊接机器人在相邻的所述预设采样点间的运动方向；

根据每个相邻的所述预设采样点间的所述运动距离和所述运动方向，按照采样顺序，构建成运动轨迹序列作为所述当前运动轨迹信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述预设采样点处的所述运动速度数据和相邻的所述预设采样点间的采样时间间隔，确定所述焊接机器人在相邻的所述预设采样点间的运动距离，包括：

根据所述左侧轮的转速与所述右侧轮的转速的平均值和轮周长，确定所述焊接机器人的运动速度；

将所述运动速度与所述采样时间间隔的乘积，作为相邻的所述预设采样点间的所述运动距离。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行，包括：

将所述当前运动轨迹信息和所述历史运动轨迹信息进行比较，确定所述焊接机器人的位置相对于所述历史运动轨迹信息的偏差量；

若所述偏差量大于第一设定阈值，按照所述历史运动轨迹信息修正所述焊接机器人的运动轨迹。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述将所述当前运动轨迹信息和所述历史运动轨迹信息进行比较，确定所述焊接机器人的位置相对于所述历史运动轨迹信息的偏差量之后，还包括：

若所述偏差量大于第二设定阈值，控制所述焊接机器人停止焊接。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述当前运动轨迹信息和所述历史运动轨迹信息进行比较，确定所述焊接机器人的位置相对于所述历史运动轨迹信息的偏差量，包括：

对所述当前运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的当前运动轨迹序列；

对所述历史运动轨迹信息中的运动轨迹序列进行插值处理，得到时间间隔相等的历史运动轨迹序列；

将所述当前运动轨迹序列与对应的所述历史运动轨迹序列进行比较，确定所述当前运动轨迹序列相对于对应的所述历史运动轨迹序列的偏差量。

8.一种控制焊接机器人的装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取焊接机器人在焊缝上预设采样点处的位姿数据和运动速度数据；

当前运动轨迹确定模块，用于根据所述位姿数据和所述运动速度数据，确定所述焊接机器人的当前运动轨迹信息；

焊接机器人控制模块，用于根据所述当前运动轨迹信息和历史运动轨迹信息，控制所述焊接机器人跟踪焊缝爬行。

9.一种焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

位姿传感器，用于获取位姿数据；

速度传感器，用于获取运动速度数据；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的控制焊接机器人的方法。

10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-7中任一所述的控制焊接机器人的方法。

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