CN113305852A - 一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动化焊接技术领域，具体是一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，首先需要确定焊接参数，获得示教点位参数；然后确定摆动平面，在焊缝坐标系下，通过对整条轨迹的速度规划，得到插补所需的参数；再根据轨迹叠加的思想，在垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法。本方法能够保证机器人在焊接过程中各关节角速度和角加速度连续，可有效提高焊缝质量。在垂直于焊接主轨迹的方向采用摆线位移分段函数，可保证速度、加速度在整个摆动焊接过程中连续。

Description

一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法

技术领域

本发明涉及自动化焊接技术领域，尤其涉及一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法。

背景技术

随着工业的发展，弧焊机器人的应用越来越广泛。在实际的焊接场景中，存在着宽焊缝焊接的问题。为此，要求焊接机器人除了具备直线焊接功能外，还应具有摆动焊接的功能。目前在进行摆焊轨迹规划时，摆动方向轨迹的位移函数普遍采用正余弦函数的表达式，但此种规划方式在焊接启停时存在速度和加速度阶跃的问题，对焊接的质量有很大的影响，摆焊的焊缝质量与摆焊轨迹有很大关系。

因此，现在急需一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供了一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，首先需要确定焊接参数，获得示教点位参数；然后确定摆动平面，在焊缝坐标系下，通过对整条轨迹的速度规划，得到插补所需的参数；再根据轨迹叠加的思想，在垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法。本方法能够保证机器人在焊接过程中各关节角速度和角加速度连续，可有效提高焊缝质量在垂直于焊接主轨迹的方向采用摆线位移分段函数，可保证速度、加速度在整个摆动焊接过程中连续。

上述目的是通过以下技术方案来实现：

一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，包括如下步骤：

S1通过示教的方法确定点位参数，并计算速度规划时所需的参数；所述点位参数包括焊缝起点坐标、焊缝终点坐标和摆点坐标；所述速度规划时所需的参数包括焊缝总长、总角位移和摆动参数；所述摆动参数包括单位摆动段摆动位移、摆动宽度、上摆点停留距离、中间摆点停留距离、下摆点停留距离；

S2根据步骤S1中所述焊缝起点坐标、所述焊缝终点坐标和所述摆点坐标确定摆动平面，并建立焊缝坐标系；

步骤S3：将步骤S1中所述焊缝总长和所述总角位移作为规划输入参数，采用7段S曲线规划，计算位置规划总时间、姿态规划总时间，进而确定插补总时间；

步骤S4：采用等摆长的方式进行轨迹规划，计算并获取摆动时间数组；

步骤S5：采用轨迹叠加思想，在沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法，垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，计算并获取摆焊插补点位。

进一步地，步骤S1中所述焊接参数包括焊缝的终点坐标P_end，摆点坐标P_weave，该焊接起点坐标P_start、摆动参数。

进一步地，步骤S1中所述焊缝总长S的计算如式(1)：

所述总角位移θ的计算如式(2)：

其中，R表示初末位置之间的旋转矩阵，为3×3的矩阵。

进一步地，步骤S2中所述焊缝坐标系的计算如式(3)-(6)：

其中，起点P_start为焊缝起点坐标、终点P_end为焊缝终点坐标、摆点P_weave为摆点坐标，

为由起点指向摆点的向量，

为摆平面法向量。

进一步地，步骤S3中所述位置规划总时间、所述姿态规划总时间和所述插补总时间的计算如下：

设定各个阶段的过渡点时刻为t_k(k＝1，...7)，T_k＝t_k-t_k-1(k＝1，...7)表示各个阶段的持续运行时间，则各阶段持续运行时间可由式(7)(8)(9)(10)计算得到：

其中，A、D为加速度，J为加加速度，v_s表示起始速度，v_e表示终止速度，v_c表示指令速度，由用户自行设定。

则总时间如式(11)：

t₇＝T₁+T₂+T₃+T₄+T₅+T₆+T₇ (11)

替换式(9)中的T_L，当T_L＝S时可计算得到位置规划总时间T_pos，当T_L＝θ时可计算得到姿态规划总时间T_ort，插补总时间T的计算如式(12)：

其中，S为焊缝总长、θ为总角位移。

进一步地，所述步骤S4具体为：

先计算摆动的段数n，如式(13)：

其中，S为焊缝总长度，L为单位摆动段动位移；

假设当n＝7时，即包含7个完整摆动段，1个摆动段即为1个单位周期摆动位移则：

当0＜S_t＜S₁，S_t＝1*L其所对应的时间段为[0，t₁]，t₁为第一个摆动段终止时间，可由式(14)计算得到，其中S_t为当前段的位移，J为加加速度，式(14)如下：

当S₁≤S_t＜S₂时，t₂为第二个摆动段终止时间，t₂为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝A，b＝-(2*A*t₁-2*V₁)，

其中V₁表示t₁处的速度值，可由式(15)计算得到，式(15)如下：

当S₂≤S_t＜S₃时，t₃为第三个摆动段终止时间，t₃为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝-6*V₂，d＝-6*S₂+6*S_t，其中V₂表示t₂处的速度值，可由式(16)计算得到，式(16)如下：

V₂＝V₁+At₂ (16)

当S₃≤S_t＜S₄时，t₄为第四个摆动段终止时间，

其中V₃表示t₃处的速度值，可由式(17)计算得到，式(17)如下：

当S₄≤S_t＜S₅时，t₅为第五个摆动段终止时间，t₅＝t+t₄，t为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝0，c＝-6*V₄，d＝-6*S₄+6*S_t，其中V₄表示t₄处的速度值，可由式(18)计算得到，式(18)如下：

V₄＝V₃ (18)

当S₅≤S_t＜S₆时，t₆为第六个摆动段终止时间，t₆＝t+t₅为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝0.5*A，b＝-V₅，c＝S_t-S₅，其中V₅表示t₅处的速度值，可由式(19)计算得到，式(19)如下：

当S₆≤S_t＜S₇时，t₇为第七个摆动段终止时间。t₇＝t+t₆为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝6*V₆，d＝6*S₆-6*S_t，其中V₆表示t₆处的速度值，可由式(20)计算得到，式(20)如下：

V₆＝V₅-At₆ (20)

根据当前段的位移对应7段曲线中的位移，可计算出当前段所对应的时间段，则T_weave＝[0，t₁，t₂，t₃，t₄，t₅，t₆，t₇]。

进一步地，所述步骤S5具体为：

在进行轨迹插补时，每个时刻t对应的插补点的坐标由沿着焊接方向的位移和垂直于焊缝方向的摆动位移叠加得到，如式(21)：

S_p(t)＝(x，y)＝S_x(t)+S_y(t) (21)

其中，S_p为焊缝坐标系下的坐标，S_p(t)为焊缝坐标系下每个时刻的坐标，S_y为焊缝坐标系下的纵坐标，S_y(t)为焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标，S_x为焊缝坐标系下的横坐标，S_x(t)为焊缝坐标系下每个时刻的横坐标，焊缝坐标系下每个时刻的横坐标S_x(t)的计算如式(22)：

S_x(t)＝P_startx+t*(P_endx-P_startx)，t∈[0，1] (22)

其中，p_startx为起点在焊缝坐标系下的横坐标，p_endx为终点在焊缝坐标系下的横坐标。

一个完整摆动段由8段轨迹组成，其中包含一段上摆点停留距离L_t，两段中间摆点停留距离L_m和一段下摆点停留距离L_b和四段轨迹曲线，如附图1所示。

插补中过渡时刻的计算过程如下：

t_sin＝t_e-t_s (23)

其中t_sin表示当前摆动段所需的总时间，t_s表示当前摆动段的开始时间，t_e表示当前摆动段的终止时间，t_top表示上摆点停留距离所需的时间，t_mid表示中间摆点停留距离所需的时间，t_bot表示下摆点停留距离所需的时间。四段轨迹曲线所需时间t_el可由式求得

t_si表示摆动段中各段过渡点的时刻，则：

t_s1＝t_s+t_el (28)

t_s2＝t_s1+t_top (29)

t_s3＝t_s2+t_el (30)

t_s4＝t_s3+t_mid (31)

t_s5＝t_s4+t_el (32)

t_s6＝t_s5+t_bot (33)

t_s7＝t_s6+t_el (34)

t_s8＝t_s7+t_mid (35)

则焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标S_y(t)的计算如式(36)：

其中，A表示摆动运动的振幅，大小为摆动宽度的一半，ct为完成每个单位摆动段动移的时间。

有益效果

本发明所提供的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，首先需要确定焊接参数，获得示教点位参数；然后确定摆动平面，在焊缝坐标系下，通过对整条轨迹的速度规划，得到插补所需的参数；再根据轨迹叠加的思想，在垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法。本方法能够保证机器人在焊接过程中各关节角速度和角加速度连续，可有效提高焊缝质量在垂直于焊接主轨迹的方向采用摆线位移分段函数，可保证速度、加速度在整个摆动焊接过程中连续。

附图说明

图1为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的单个摆动周期轨迹示意图；

图2为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的各个关节位置；

图3为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的各个关节角速度；

图4为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的各个关节角加速度；

图5为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的焊接过程轨迹示意图；

图6为本发明所述一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法的7段S曲线规划位移曲线。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本方法首先需要确定焊接参数，获得示教点位参数；然后确定摆动平面，在焊缝坐标系下，通过对整条轨迹的速度规划，得到插补所需的参数；再根据轨迹叠加的思想，在垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法。方案具体如下：

一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，包括如下步骤：

S1通过示教的方法确定点位参数，并计算速度规划时所需的参数；所述点位参数包括焊缝起点坐标、焊缝终点坐标和摆点坐标；所述速度规划时所需的参数包括焊缝总长、总角位移和摆动参数；所述摆动参数包括单位摆动段摆动位移、摆动宽度、上摆点停留距离、中间摆点停留距离、下摆点停留距离；

S2根据步骤S1中所述焊缝起点坐标、所述焊缝终点坐标和所述摆点坐标确定摆动平面，并建立焊缝坐标系；

步骤S3：将步骤S1中所述焊缝总长和所述总角位移作为规划输入参数，采用7段S曲线规划，计算位置规划总时间、姿态规划总时间，进而确定插补总时间；

步骤S4：采用等摆长的方式进行轨迹规划，计算并获取摆动时间数组；

步骤S5：采用轨迹叠加思想，在沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法，垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，计算并获取摆焊插补点位。

作为本实施例中步骤S1的优化，步骤S1中所述焊接参数包括焊缝的终点坐标P_end，摆点坐标P_weave，该焊接起点坐标P_start、摆动参数等。

首先通过示教的方法来确定焊缝终点P_end(x_e，y_e，z_e，R_z，R_y，R_x)，上摆点P_weave(x_w，y_w，z_w，R_z，R_y，R_x)。起点、终点、摆点需保证3点不共线。起点坐标P_start(x_s，y_s，z_s，R_z，R_y，R_x)。

摆动参数(单位摆动段动位移L、摆动宽度A、上摆点停留距离L_t、中间摆点停留距离L_m、下摆点停留距离L_b，一个完整摆动周期的轨迹如附图1所示)由用户根据不同的焊缝和工艺要求来设置参数。

所述焊缝总长S的计算如式(1)：

所述总角位移θ的计算如式(2)：

其中，R表示初末位置之间的旋转矩阵，为3×3的矩阵。

作为本实施例中步骤S2的优化，根据起点P_start、终点P_end、摆点P_weave，唯一确定摆动平面，以焊接起点为原点，焊缝方向为x轴，可由式计算(3)得到，摆平面法向量

为z轴，可通过式(4)和(5)计算得到，其中

为由起点指向摆点的向量，可通过式(6)计算得到y轴：

其中，起点P_start为焊缝起点坐标、终点P_end为焊缝终点坐标、摆点P_weave为摆点坐标，

为由起点指向摆点的向量，

为摆平面法向量。

作为本实施例中步骤S3的优化，根据步骤(1)中计算得到的焊缝总长度S、总的角位移θ作为规划输入参数，采用7段S曲线规划，位移曲线如图6所示。步骤S3中所述位置规划总时间、所述姿态规划总时间和所述插补总时间的计算如下：

设定各个阶段的过渡点时刻为t_k(k＝1，...7)，T_k＝t_k-t_k-1(k＝1，...7)表示各个阶段的持续运行时间，则各阶段持续运行时间可由式(7)(8)(9)(10)计算得到：

其中，A、D为加速度，J为加加速度，v_s表示起始速度，v_e表示终止速度，v_c表示指令速度，由用户自行设定。

则总时间t₇如式(11)：

t₇＝T₁+T₂+T₃+T₄+T₅+T₆+T₇ (11)

替换式(9)中的T_L，当T_L＝S时可计算得到位置规划总时间T_pos，当T_L＝θ时可计算得到姿态规划总时间T_ort，插补总时间T的计算如式(12)：

其中，S为焊缝总长、θ为总角位移。

作为本实施例中步骤S4的优化，进行轨迹规划时采用等摆长的方式进行规划，在进行插补计算前需要知道每个摆动长度对应的起止时间存入T_weave数组中；摆动的段数n可以式(13)计算得到。先计算摆动的段数n，如式(13)：

其中，S为焊缝总长度，L为单位摆动段动位移；

假设当n＝7时，即包含7个完整摆动段，1个摆动段即为1个单位周期摆动位移则：

当0＜S_t＜S₁，S_t＝1*L其所对应的时间段为[0，t₁]，t₁为第一个摆动段终止时间，可由式(14)计算得到，其中S_t为当前段的位移，J为加加速度，式(14)如下：

当S₁≤S_t＜S₂时，t₂为第二个摆动段终止时间，t₂为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝A，b＝-(2*A*t₁-2*V₁)，

其中V₁表示t₁处的速度值，可由式(15)计算得到，式(15)如下：

当S₂≤S_t＜S₃时，t₃为第三个摆动段终止时间，t₃为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝-6*V₂，d＝-6*S₂+6*S_t，其中V₂表示t₂处的速度值，可由式(16)计算得到，式(16)如下：

V₂＝V₁+At₂ (16)

当S₃≤S_t＜S₄时，t₄为第四个摆动段终止时间，

其中V₃表示t₃处的速度值，可由式(17)计算得到，式(17)如下：

当S₄≤S_t＜S₅时，t₅为第五个摆动段终止时间，t₅＝t+t₄，t为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝0，c＝-6*V₄，d＝-6*S₄+6*S_t，其中V₄表示t₄处的速度值，可由式(18)计算得到，式(18)如下：

V₄＝V₃ (18)

当S₅≤S_t＜S₆时，t₆为第六个摆动段终止时间，t₆＝t+t₅为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝0.5*A，b＝-V₅，c＝St-S₅，其中V₅表示t₅处的速度值，可由式(19)计算得到，式(19)如下：

当S₆≤S_t＜S₇时，t₇为第七个摆动段终止时间。t₇＝t+t₆为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝6*V₆，d＝6*S₆-6*S_t，其中V₆表示t₆处的速度值，可由式(20)计算得到，式(20)如下：

V₆＝V₅-At₆ (20)

根据当前段的位移对应7段曲线中的位移，可计算出当前段所对应的时间段，则T_weave＝[0，t₁，t₂，t₃，t₄，t₅，t₆，t₇]。

作为本实施例中步骤S5的优化，在进行轨迹插补时，每个时刻t对应的插补点的位移由沿着焊接方向的位移和垂直于焊缝方向的摆动位移叠加得到，如式(21)：

S_p(t)＝(x，y)＝S_x(t)+S_y(t) (21)

其中，S_p为焊缝坐标系下的坐标，S_p(t)为焊缝坐标系下每个时刻的坐标，S_y为焊缝坐标系下的纵坐标，S_y(t)为焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标，S_x为焊缝坐标系下的横坐标，S_x(t)为焊缝坐标系下每个时刻的横坐标，焊缝坐标系下每个时刻的横坐标S_x(t)的计算如式(22)：

S_x(t)＝P_startx+t*(P_endx-P_startx)，t∈[0，1] (22)

其中，p_startx为起点在焊缝坐标系下的横坐标，p_endx为终点在焊缝坐标系下的横坐标，

一个完整摆动段由8段轨迹组成，其中包含一段上摆点停留距离L_t，两段中间摆点停留距离L_m和一段下摆点停留距离L_b和四段轨迹曲线，如附图1所示。

插补中过渡时刻的计算过程如下：

t_sin＝t_e-t_s (23)

其中t_sin表示当前摆动段所需的总时间，t_s表示当前摆动段的开始时间，t_e表示当前摆动段的终止时间，t_top表示上摆点停留距离所需的时间，t_mid表示中间摆点停留距离所需的时间，t_bot表示下摆点停留距离所需的时间。四段轨迹曲线所需时间t_el可由式求得

t_si表示摆动段中各段过渡点的时刻，则

t_s1＝t_s+t_el (28)

t_s2＝t_s1+t_top (29)

t_s3＝t_s2+t_el (30)

t_s4＝t_s3+t_mid (31)

t_s5＝t_s4+t_el (32)

t_s6＝t_s5+t_bot (33)

t_s7＝t_s6+t_el (34)

t_s8＝t_s7+t_mid (35)

则焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标S_y(t)的计算如式(36)：

其中，A表示摆动运动的振幅，大小为摆动宽度的一半，ct为完成每个单位摆动段动移的时间。

整个焊接过程中6个关节的位置、角速度、角加速度平稳，分别如附图2、3、4和5所示。

以上所述仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，包括：

S1通过示教的方法确定点位参数，并计算速度规划时所需的参数；所述点位参数包括焊缝起点坐标、焊缝终点坐标和摆点坐标；所述速度规划时所需的参数包括焊缝总长、总角位移和摆动参数；所述摆动参数包括单位摆动段摆动位移、摆动宽度、上摆点停留距离、中间摆点停留距离、下摆点停留距离；

S2根据步骤S1中所述焊缝起点坐标、所述焊缝终点坐标和所述摆点坐标确定摆动平面，并建立焊缝坐标系；

S3将步骤S1中所述焊缝总长和所述总角位移作为规划输入参数，采用7段S曲线规划，计算位置规划总时间、姿态规划总时间，进而确定插补总时间；

S4采用等摆长的方式进行轨迹规划，计算并获取摆动时间数组；

S5采用轨迹叠加思想，在沿着焊缝方向采用等时间的直线轨迹规划方法，垂直于焊缝的方向采用摆线轨迹规划方法，计算并获取摆焊插补点位。

2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，步骤S1中所述焊缝总长S的计算如式(1)：

所述总角位移θ的计算如式(2)：

其中，R表示初末位置之间的旋转矩阵，为3×3的矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，步骤S2中所述焊缝坐标系的计算如式(3)-(6)：

其中，起点P_start为焊缝起点坐标、终点P_end为焊缝终点坐标、摆点P_weave为摆点坐标，

为由起点指向摆点的向量，

为摆平面法向量。

4.根据权利要求1所述的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，步骤S3中所述位置规划总时间、所述姿态规划总时间和所述插补总时间的计算如下：

设定各个阶段的过渡点时刻为t_k(k＝1，...7)，T_k＝t_k-t_k-1(k＝1，...7)表示各个阶段的持续运行时间，则各阶段持续运行时间可由式(7)(8)(9)(10)计算得到：

其中，A、D为加速度，J为加加速度，v_s表示起始速度，v_e表示终止速度，v_c表示指令速度，由用户自行设定。

则总时间如式(11)：

t₇＝T₁+T₂+T₃+T₄+T₅+T₆+T₇ (11)

替换式(9)中的T_L，当T_L＝S时可计算得到位置规划总时间T_pos，当T_L＝θ时可计算得到姿态规划总时间T_ort，插补总时间T的计算如式(12)：

其中，S为焊缝总长、θ为总角位移。

5.根据权利要求1所述的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

先计算摆动的段数n，如式(13)：

其中，S为焊缝总长度，L为单位摆动段动位移；

假设当n＝7时，即包含7个完整摆动段，1个摆动段即1个单位摆动段动位移，则：

当0＜S_t＜S₁，S_t＝1*L其所对应的时间段为[0，t₁]，t₁为第一个摆动段终止时间，可由式(14)计算得到，其中S_t为当前段的位移，J为加加速度，式(14)如下：

当S₁≤S_t＜S₂时，t₂为第二个摆动段终止时间，t₂为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝A，b＝-(2*A*t₁-2*V₁)，

其中V₁表示t₁处的速度值，可由式(15)计算得到，式(15)如下：

当S₂≤S_t＜S₃时，t₃为第三个摆动段终止时间，t₃为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝-6*V₂，d＝-6*S₂+6*S_t，其中V₂表示t₂处的速度值，可由式(16)计算得到，式(16)如下：

V₂＝V₁+At₂ (16)

当S₃≤S_t＜S₄时，t₄为第四个摆动段终止时间，

其中V₃表示t₃处的速度值，可由式(17)计算得到，式(17)如下：

当S₄≤S_t＜S₅时，t₅为第五个摆动段终止时间，t₅＝t+t₄，t为三元一次方程ax³+bx²+cx+d＝0的正根，其中a＝J，b＝0，c＝-6*V₄，d＝-6*S₄+6*S_t，其中V₄表示t₄处的速度值，可由式(18)计算得到，式(18)如下：

V₄＝V₃ (18)

当S₅≤S_t＜S₆时，t₆为第六个摆动段终止时间，t₆＝t+t₅为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝0.5*A，b＝-V₅，c＝S_t-S₅，其中V₅表示t₅处的速度值，可由式(19)计算得到，式(19)如下：

当S₆≤S_t＜S₇时，t₇为第七个摆动段终止时间。t₇＝t+t₆为二元一次方程ax²+bx+c＝0的正根，其中a＝J，b＝-3*A，c＝6*V₆，d＝6*S₆-6*S_t，其中V₆表示t₆处的速度值，可由式(20)计算得到，式(20)如下：

V₆＝V₅-At₆ (20)

根据当前段的位移对应7段曲线中的位移，可计算出当前段所对应的时间段，则

T_weave＝[0，t₁，t₂，t₃，t₄，t₅，t₆，t₇]。

6.根据权利要求1所述的一种焊接机器人的新型摆焊轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤S5具体为：

在进行轨迹插补时，每个时刻t对应的插补点的坐标由沿着焊接方向的位移和垂直于焊缝方向的摆动位移叠加得到，如式(21)：

S_p(t)＝(x，y)＝S_x(t)+S_y(t) (21)

其中，S_p为焊缝坐标系下的坐标，S_p(t)为焊缝坐标系下每个时刻的坐标，S_y为焊缝坐标系下的纵坐标，S_y(t)为焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标，S_x为焊缝坐标系下的横坐标，S_x(t)为焊缝坐标系下每个时刻的横坐标，焊缝坐标系下每个时刻的横坐标S_x(t)的计算如式(22)：

S_x(t)＝P_startx+t*(P_endx-P_startx)，t∈[0，1] (22)

其中，p_startx为起点在焊缝坐标系下的横坐标，p_endx为终点在焊缝坐标系下的横坐标。

一个完整摆动段由8段轨迹组成，其中包含一段上摆点停留距离L_t，两段中间摆点停留距离L_m和一段下摆点停留距离L_b和四段轨迹曲线，如附图1所示。

插补中过渡时刻的计算过程如下：

t_sin＝t_e-t_s (23)

其中t_sin表示当前摆动段所需的总时间，t_s表示当前摆动段的开始时间，t_e表示当前摆动段的终止时间，t_top表示上摆点停留距离所需的时间，t_mid表示中间摆点停留距离所需的时间，t_bot表示下摆点停留距离所需的时间。四段轨迹曲线所需时间t_el可由式求得

t_si表示摆动段中各段过渡点的时刻，则

t_s1＝t_s+t_el (28)

t_s2＝t_s1+t_top (29)

t_s3＝t_s2+t_el (30)

t_s4＝t_s3+t_mtd (31)

t_s5＝t_s4+t_el (32)

t_s6＝t_s5+t_bot (33)

t_s7＝t_s6+t_el (34)

t_s8＝t_s7+t_mid (35)

则焊缝坐标系下每个时刻的纵坐标S_y(t)的计算如式(36)：

其中，A表示摆动运动的振幅，大小为摆动宽度的一半，ct为完成每个单位摆动段动移的时间。

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