CN1117906A - 修正定位焊接机器人系统 - Google Patents

Abstract

修正定位焊接机器人系统，对焊接组件不作固定定位，在再现焊接时，测量出焊接组件基准点的位置，与机器人示教时测量的焊接组件基准点的位置相比较，计算出二者的坐标变换关系，由此对示教轨迹进行相应修正，实现焊接组件的自动修正定位。本发明特别适用于各零件已初始点焊的焊接组件。

Description

修正定位焊接机器人系统

修正定位焊接机器人系统属于工业机器人领域。

焊接机器人是工业生产中应用最广泛的机器人技术，尤其在汽车及工步机械等部门。在国际上，对焊接组件的每个工进行详细分类、精确定位，焊接生产线冗长，投资费用高。适用于大批量生产。国内焊接机器人系统由于资金及现有设备等因素的影响，大多采用变位机夹具装置，对于小型工件常把数十个零件由变位机夹具装置集中定位夹紧，进行焊接。对于大型工件则常由点焊进行初焊，然后由变位机夹具装置定位夹紧进行整体焊接。由于焊接组件相对于焊接机器人的位置由机械夹具定位，不同的焊接组件需不同的夹具装置，使焊接机器人生产线系统整体柔性降低。

本发明的目的在于提供一种方法，充分利用机器人本身的柔性，使焊接组件相对于机器人不必精确定位，简化夹具甚至无需夹具，从而提高焊接机器人生产线系统整体柔性。

为了实现上述目的，本发明对焊接组件相对于焊接机器人的位置不作固定的定位。在再现焊接时，测量出焊接组件的位置，与示教时测量的焊接组件的位置相比较，由计算机计算出二者的坐标变换关系，以此对示教轨迹修正，实现对焊接组件正确焊接。

本发明与现有技术比较，简化了机械夹具，提高了焊接机器人系统的整体柔性。

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：为简化分析不失一般性，假定焊接组件由两平面零件组成，且焊接组件仍为一平面，这样就可简化为平面问题。现假定两零件已在焊缝

处相接合(点焊或由夹具定位)见附图1，这样现在的问题是要确定焊缝轨迹 相对于焊接机器人的位置。

由数学知识知道，要确定一个平面在二维平面内的位置，只需确定该平面上任意二点的位置即可，该二点在此称为基准点，显然一旦基准点的位置确定，那么该平面上的任意一点的位置也就确定了。

根据上述分析，为了实现焊接组件相对于焊接机器人无定位焊接，不失一般性，选取焊接组件的基准点为A和B，在机器人示教时，测量出A、B二点在机器人工作空间中的位置，不失一般性，以A为原点，AB直线为X轴建立座标系Xoy，见附图1则A(0，0)，B(X_B，O)；在实际焊接时，由于焊接组件相对于机器人不作定位，焊缝 和示教时位置

发生了位移，如直接根据示教轨迹进行再现焊接，将会出现严重偏差。但可以测量出此时基准点A’、B’的位置(X_A’，y_A’)及(X_B’，y_B’则

相对于AB的平移量为X_A’、y_A’；回转角 $\mathrm{\α}=\mathrm{arctg}\frac{(y_{B^{\′}}-y_{A^{\′}})}{(X_{B^{\′}}-X_{A^{\′}})}$ 则根据坐标变换 上任意一点C(x_C，y_C)，在

上的对应点C’的位置。

X_C’＝X_A’＋X_CCOsa—y_CSina

y_C’＝X_A’＋X_CSina＋y_CCOsa

由于C(X_C，y_C)在示教时已存入机器人计算机系统，这样通过基准点的测量换算得到坐标变换关系，从而对示教轨迹在再现焊接时进行正确修正，实现无定位焊接

由于无需夹具定位，因此可以充分发挥机器人本身的柔性，甚至可以对不同类型的焊接组件进行正确焊接

上述对基准点的测量可采用示教盒简单测量，也可以采用摄像机测量系统实现自动测量，此时可选择焊接组件的顶点为基准点，也可以在焊接组件上采用涂色等工艺方法，便于摄像机测量系统对基准点的识别。

上述分析是针对平面焊接组件讨论的，其结论不难推广到一般空间焊接组件，只是对于一个空间物体要确定其位置，需确定其不在一直线上的三点位置，即需选择三个基准点进行测量，从而计算出相应的修正量。

对基准点可以多选取几点，也可以选取基准线或基准面，通过计算机进行数值处理，从而改善焊接组件的尺寸，形位误差等因素的影响。

考虑到焊接组件具体结构，在实际操作中，有时对焊接组件进行一定的限位是合理的，甚至是必不可少的。

本发明自于对焊接组件实行修正定位，大大提高了焊接机器人系统的整体柔性。

Claims (2)

1、修正定位焊接机器人系统，其特征在于焊接组件相对于机器人的位置不作固定定位，在再现焊接时，测量出焊接组件基准点的位置，与示教时测量的焊接组件基准点的位置相比较，计算出二者的坐标变换关系，由此对示教轨迹进行相应修正，实现焊接组件的正确焊接。

2、如权利要求1所述的修正定位焊接机器人系统其特征在于运动轨迹或是采用示教方式，或是采用离线编程。

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