CN114211173A - 一种确定焊接位置的方法、装置及系统 - Google Patents

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CN114211173A CN202210100965.2A CN202210100965A CN114211173A CN 114211173 A CN114211173 A CN 114211173A CN 202210100965 A CN202210100965 A CN 202210100965A CN 114211173 A CN114211173 A CN 114211173A
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Abstract

本申请实施例提供了一种确定焊接位置的方法、装置及系统,该方法涉及焊接技术领域。该方法中,获取焊接机器人进行焊接的起始位置和焊接机器人在K时刻的第一测量位置(即焊接机器人在基于待焊接工件和焊接机器人建立的坐标系中的坐标);根据起始位置和第一测量位置,确定用于控制焊接机器人移动的第一控制参数,并基于第一控制参数和第一测量位置,构建用于表征焊接机器人的运动轨迹的第一状态方程;进而通过第一状态方程,确定焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。如此,将通过第一状态方程得到焊接机器人的焊接位置作为先验估计信息,以及结合焊接机器人的测量位置,对焊接机器人的焊接位置进行后验估计,使得焊接机器人的焊接定位更加准确。

Description

一种确定焊接位置的方法、装置及系统
技术领域
本申请涉及机器人技术领域,尤其涉及一种确定焊接位置的方法、装置及系统。
背景技术
在智能焊接系统中,需要对焊接位置精准定位,才能保证焊接机器人的焊接质量。一些技术方案通过待焊接工件的原始模型来预测焊接机器人的焊接位置,但待焊接工件会由于零件公差、母材以及工件受热变形等原因引起的焊缝位置的改变。另一些技术方案中,通过激光传感器测量焊接位置,但是焊接过程伴随着发光和发热现象,使得激光传感器测量的焊接位置产生偏差。
因此,如何准确确定焊接位置是亟需解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种确定焊接位置的方法,用以提升焊接位置的定位精度。
第一方面,本申请实施例提供了一种确定焊接位置的方法,应用于智能焊接系统中的控制设备,所述智能焊接系统还包括焊接机器人;所述方法包括:
获取所述焊接机器人进行焊接的起始位置和所述焊接机器人在K时刻的第一测量位置,所述第一测量位置用于表征所述焊接机器人在基于待焊接工件和所述焊接机器人建立的坐标系中的坐标;其中,所述起始位置和所述第一测量位置用于确定所述焊接机器人在K+1时刻的第一控制参数,所述第一控制参数用于控制所述焊接机器人移动;所述K为大于0的正整数;基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程;其中,所述第一状态方程用于表征所述焊接机器人的运动轨迹,所述第一控制参数是所述第一状态方程的控制变量,所述第一测量位置是所述第一状态方程的自变量,所述焊接机器的焊接位置是所述第一状态方程的因变量;通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
在本申请实施例中,通过平衡焊接机器人在K时刻的测量位置和所述焊接机器人在初始位置,构建焊接机器人的状态方程,通过状态方程预测焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,有效提升焊接位置的定位精度。
在一种可能的实施方式中,所述智能焊接系统还包括变位机,所述第一控制参数包括所述焊接机器人的线速度vr和所述焊接机器人在所述变位机的平面转动预设时长的角度差δr;所述第一测量位置包括所述焊接机器人在世界坐标系的横轴坐标px、纵轴坐标py以及所述焊接机器人在水平面的投影与所述世界坐标系的横轴之间的夹角
Figure BDA0003492459620000021
所述基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程,包括:
基于所述线速度vr、所述角度差δr、所述横轴坐标px、所述纵轴坐标py、和所述夹角
Figure BDA0003492459620000022
构建如下第一状态方程:
Figure BDA0003492459620000023
Figure BDA0003492459620000024
在一种可能的实施方式中,所述通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:
对所述第一状态方程转换处理,得到第二状态方程,所述第二状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000025
其中,
Figure BDA0003492459620000031
Figure BDA0003492459620000032
Figure BDA0003492459620000033
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置,
Figure BDA0003492459620000034
用于表征所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置;
通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
在一种可能的实施方式中,所述通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:
基于卡尔曼滤波的参数对所述第二状态方程进行更新,得到第三状态方程,所述第三状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000035
其中,
Figure BDA0003492459620000036
Figure BDA0003492459620000037
Figure BDA0003492459620000038
用于表征所述焊接机器人在K-1时刻的焊接位置,
Figure BDA0003492459620000039
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置;
Figure BDA00034924596200000310
用于表征误差协方差矩阵,Kk、Q用于表征所述卡尔曼滤波的参数;zk用于表征所述第一测量位置;
通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
在一种可能的实施方式中,在通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置之后,所述方法还包括:获取所述焊接机器人在K+1时刻的第二测量位置;基于所述K+1时刻的焊接位置和所述第二测量位置用于确定所述焊接机器人在K+2时刻的第二控制参数;所述第二控制参数与第一控制参数不同;基于所述第二控制参数和所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+2时刻的焊接位置。
第二方面,本申请实施例中还提供了一种确定焊接位置的装置。示例性的,该装置包括:
获取单元,用于获取所述焊接机器人进行焊接的起始位置和所述焊接机器人在K时刻的第一测量位置,所述第一测量位置用于表征所述焊接机器人在基于待焊接工件和所述焊接机器人建立的坐标系中的坐标;其中,所述起始位置和所述第一测量位置用于确定所述焊接机器人在K+1时刻的第一控制参数,所述第一控制参数用于控制所述焊接机器人移动;所述K为大于0的正整数;
处理单元,用于基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程;其中,所述第一状态方程用于表征所述焊接机器人的运动轨迹,所述控制参数是所述第一状态方程的控制变量,所述第一测量位置是所述第一状态方程的自变量,所述焊接机器的焊接位置是所述第一状态方程的因变量;以及通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
第二方面可能的其他实施方式请参见第一方面中对应的描述,这里不再赘述。
第三方面,本申请实施例中提供了一种控制设备,包括至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面以及第一方面中任一可选的实施方式中所述的方法。
第四方面,本申请实施例中提供了一种智能焊接系统,包括如第三方面所述的控制设备和如第一方面以及第一方面中任一可选的实施方式中所述的焊接机器人。
第五方面,本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质,其存储有可由控制设备执行的计算机程序,当所述程序在所述控制设备上运行时,使得所述控制设备执行上述第一方面任意所述的方法。
本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
本申请实施例提供了一种确定焊接位置的方法,用以提升焊接位置的定位精度,在该方法中,通过平衡焊接机器人在K时刻的测量位置和所述焊接机器人在初始位置,构建焊接机器人的状态方程,通过状态方程预测焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,有效提升焊接位置的定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种智能焊接系统的系统架构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种确定焊接位置的方法的流程示意图;
图3为本申请实施例提供的焊接机器人在变位机平面的轨迹示意图;
图4为本申请实施例提供的焊接机器人的位置在水平面的投影图;
图5为本申请实施例提供的焊接机器人在变位机平面的速度方向几何图;
图6为本申请实施例提供的一种确定焊接位置的装置的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的一种控制设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述,显然,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做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。
图1为本申请实施例提供的一种智能焊接系统的系统架构示意图,如图1所示,智能焊接系统100包括控制设备101和焊接机器人102。
其中,控制设备101可以获取焊接机器人102进行焊接的起始位置和焊接机器人102在K时刻的第一测量位置,第一测量位置用于表征焊接机器人102在基于待焊接工件和焊接机器人102建立的坐标系中的坐标;其中,起始位置和第一测量位置用于确定焊接机器人102在K+1时刻的第一控制参数,第一控制参数用于控制焊接机器人102移动;K为大于0的正整数;控制设备101基于第一控制参数和第一测量位置,构建焊接机器人102的第一状态方程;其中,第一状态方程用于表征焊接机器人102的运动轨迹,第一控制参数是第一状态方程的控制变量,第一测量位置是第一状态方程的自变量,焊接机器的焊接位置是第一状态方程的因变量;进而控制设备101可以通过第一状态方程,确定焊接机器人102在K+1时刻的焊接位置。
在一些实施例中,智能焊接系统还包括变位机。焊接机器人包括移动导轨、升降装置、机械手、焊枪和激光位置传感器。其中,变位机是夹紧工件,并且能够变换体位,能够配合焊接机器人进行各种姿态的焊接,焊枪是安装在机械手上、激光位置传感器是安装在平行于焊枪的位置,移动导轨上放置焊接机器人,配合焊接机器人进行平移运动。
需要说明的是,图1仅是一种示例性的说明,并不构成对本方案的限定;可以理解的,在具体实施中,图1所示意的智能焊接系统中的控制设备和焊接机器人还可以集成为同一设备,具体不作限定。
基于图1所示意的智能焊接系统,图2为本申请实施例提供一种确定焊接位置的方法的流程示意图,如图2所示,该方法可以应用于控制设备101,该方法包括:
步骤201,控制设备101获取焊接机器人102进行焊接的起始位置和焊接机器人102在K时刻的第一测量位置。
其中,第一测量位置用于表征焊接机器人102在基于待焊接工件和焊接机器人102建立的坐标系中的坐标。
示例性的,待焊接工件可以是锅炉管道的悬吊管托块,或者类似悬吊管托块的工件,本申请实施例不作具体的限制。
步骤202,控制设备101基于起始位置和第一测量位置,确定焊接机器人102在K+1时刻的第一控制参数。
其中,第一控制参数用于控制焊接机器人102移动;K为大于0的正整数;控制设备101基于第一控制参数和第一测量位置,构建焊接机器人102的第一状态方程;其中,第一状态方程用于表征焊接机器人102的运动轨迹,第一控制参数是第一状态方程的控制变量,第一测量位置是第一状态方程的自变量,焊接机器的焊接位置是第一状态方程的因变量。
步骤203,控制设备101通过第一状态方程,确定焊接机器人102在K+1时刻的焊接位置。
需要说明的是,K时刻和K+1时刻之间间隔预设周期,预设周期可以是10毫秒、5毫秒、3毫秒等,本申请实施例不作具体的限制。
在一种可能的实施方式中,所述智能焊接系统还包括变位机,所述第一控制参数包括所述焊接机器人的线速度vr和所述焊接机器人在所述变位机的平面转动预设时长的角度差δr;所述第一测量位置包括所述焊接机器人在世界坐标系的横轴坐标px、纵轴坐标py以及所述焊接机器人在水平面的投影与所述世界坐标系的横轴之间的夹角
Figure BDA0003492459620000071
相应的,控制设备101基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程的过程可以是:基于所述线速度vr、所述角度差δr、所述横轴坐标px、所述纵轴坐标py、和所述夹角
Figure BDA0003492459620000072
构建如下第一状态方程:
Figure BDA0003492459620000073
Figure BDA0003492459620000074
为了便于理解,本申请实施例提供了如图3所示的焊接机器人在变位机平面的轨迹示意图、如图4所示的焊接机器人的位置在水平面的投影图、以及如图5所示的焊接机器人在变位机平面的速度方向几何图。
在一种可能的实施方式中,控制设备101通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:对所述第一状态方程转换处理,得到第二状态方程,所述第二状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000081
其中,
Figure BDA0003492459620000082
Figure BDA0003492459620000083
Figure BDA0003492459620000084
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置,
Figure BDA0003492459620000085
用于表征所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置;通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
示例性的,控制设备101对所述第一状态方程转换处理,得到第二状态方程的过程包括以下步骤:
(1)将第一状态方程转换为非线性方程:
Figure BDA0003492459620000086
y(t)=h[x(t)];
Figure BDA0003492459620000087
(2)根据预设周期给定的参考点Xr,取
Figure BDA0003492459620000088
为平衡点,在Xr处一阶泰勒展开完成状态方程的线性化得到线性化方程:
Figure BDA0003492459620000089
其中,
Figure BDA0003492459620000091
Figure BDA0003492459620000092
(3)采用前向欧拉法对步骤(2)中的线性化方程进行离散处理得到第二状态方程:
Figure BDA0003492459620000093
进一步的,控制设备101通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:基于卡尔曼滤波的参数对所述第二状态方程进行更新,得到第三状态方程,所述第三状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000094
其中,
Figure BDA0003492459620000095
Figure BDA0003492459620000096
Figure BDA0003492459620000097
用于表征所述焊接机器人在K-1时刻的焊接位置,
Figure BDA0003492459620000098
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置;
Figure BDA0003492459620000099
用于表征误差协方差矩阵,Kk、Q用于表征所述卡尔曼滤波的参数;zk用于表征所述第一测量位置;进而控制设备101可以通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
可以理解是,Q用于表征过程噪声矩阵,可以描述第三状态方程的不确定度,包括上下坡、障碍物等情况,表明在实际过程中,第三状态方程与实际情况的吻合度,若非常可靠,则取值较大,反之较小。
在一种可能的实施方式中,控制设备101在通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置之后,还可以获取所述焊接机器人在K+1时刻的第二测量位置;基于K+1时刻的焊接位置和所述第二测量位置用于确定所述焊接机器人在K+2时刻的第二控制参数;所述第二控制参数与第一控制参数不同;基于所述第二控制参数和所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+2时刻的焊接位置。在该实施方式中,控制设备101通过平衡状态方程预测出的K+1时刻的焊接位置和焊接机器人在K+1时刻的第二测量位置,确定在K+2时刻的第二控制参数,从而使得基于所述第二控制参数和所述第三状态方程,确定的所述焊接机器人在K+2时刻的焊接位置更准确,有效提升焊接位置的定位精度。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种确定焊接位置的装置。示例性的,请参见图6,该装置包括:
获取单元601,用于获取所述焊接机器人进行焊接的起始位置和所述焊接机器人在K时刻的第一测量位置,所述第一测量位置用于表征所述焊接机器人在基于待焊接工件和所述焊接机器人建立的坐标系中的坐标;其中,所述起始位置和所述第一测量位置用于确定所述焊接机器人在K+1时刻的第一控制参数,所述第一控制参数用于控制所述焊接机器人移动;所述K为大于0的正整数;
处理单元602,用于基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程;其中,所述第一状态方程用于表征所述焊接机器人的运动轨迹,所述控制参数是所述第一状态方程的控制变量,所述第一测量位置是所述第一状态方程的自变量,所述焊接机器的焊接位置是所述第一状态方程的因变量;以及通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
可选的,所述智能焊接系统还包括变位机,所述第一控制参数包括所述焊接机器人的线速度vr和所述焊接机器人在所述变位机的平面转动预设时长的角度差δr;所述第一测量位置包括所述焊接机器人在世界坐标系的横轴坐标px、纵轴坐标py以及所述焊接机器人在水平面的投影与所述世界坐标系的横轴之间的夹角
Figure BDA0003492459620000101
处理单元602在基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程,具体用于:基于所述线速度vr、所述角度差δr、所述横轴坐标px、所述纵轴坐标py、和所述夹角
Figure BDA0003492459620000102
构建如下第一状态方程:
Figure BDA0003492459620000111
Figure BDA0003492459620000112
在一种可能的实施方式中,处理单元602在用于通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,具体用于:
对所述第一状态方程转换处理,得到第二状态方程,所述第二状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000113
其中,
Figure BDA0003492459620000114
Figure BDA0003492459620000115
Figure BDA0003492459620000116
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置,
Figure BDA0003492459620000117
用于表征所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置;
通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
在一种可能的实施方式中,处理单元602在用于通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,具体用于:基于卡尔曼滤波的参数对所述第二状态方程进行更新,得到第三状态方程,所述第三状态方程满足以下公式:
Figure BDA0003492459620000118
其中,
Figure BDA0003492459620000119
Figure BDA00034924596200001110
Figure BDA00034924596200001111
用于表征所述焊接机器人在K-1时刻的焊接位置,
Figure BDA00034924596200001112
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置;
Figure BDA00034924596200001113
用于表征误差协方差矩阵,Kk、Q用于表征所述卡尔曼滤波的参数;zk用于表征所述第一测量位置;通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
在一种可能的实施方式中,处理单元602在通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置之后,获取单元601还用于获取所述焊接机器人在K+1时刻的第二测量位置;处理单元602还用于基于所述K+1时刻的焊接位置和所述第二测量位置用于确定所述焊接机器人在K+2时刻的第二控制参数;所述第二控制参数与第一控制参数不同;基于所述第二控制参数和所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+2时刻的焊接位置。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种控制设备,如图7所示,包括至少一个处理器701,以及与至少一个处理器连接的存储器702,本申请实施例中不限定处理器701与存储器702之间的具体连接介质,图7中处理器701和存储器702之间通过总线连接为例。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。
在本申请实施例中,存储器702存储有可被至少一个处理器701执行的指令,至少一个处理器701通过执行存储器702存储的指令,可以执行前述的确定焊接位置的方法中所包括的步骤。
其中,处理器701是控制设备的控制中心,可以利用各种接口和线路连接控制设备的各个部分,通过运行或执行存储在存储器702内的指令以及调用存储在存储器702内的数据,从而实现数据处理。可选的,处理器701可包括一个或多个处理单元,处理器701可集成应用处理器和调制解调处理器,其中,应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等,调制解调处理器主要处理下发指令。可以理解的是,上述调制解调处理器也可以不集成到处理器701中。在一些实施例中,处理器701和存储器702可以在同一芯片上实现,在一些实施例中,它们也可以在独立的芯片上分别实现。
处理器701可以是通用处理器,例如中央处理器(CPU)、数字信号处理器、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本申请实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合轨道交通走行部轴承的监管实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成,或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。
存储器702作为一种非易失性计算机可读存储介质,可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块。存储器702可以包括至少一种类型的存储介质,例如可以包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器、随机访问存储器(Random AccessMemory,RAM)、静态随机访问存储器(Static Random Access Memory,SRAM)、可编程只读存储器(Programmable Read Only Memory,PROM)、只读存储器(Read Only Memory,ROM)、带电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等等。存储器702是能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。本申请实施例中的存储器702还可以是电路或者其它任意能够实现存储功能的装置,用于存储程序指令和/或数据。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其存储有可由控制设备执行的计算机程序,当所述程序在所述控制设备上运行时,使得所述控制设备执行图2所述的确定焊接位置的方法。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、或计算机程序产品。因此,本发明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。
本发明是参照根据本申请实施例的方法、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设备上,使得在计算机或其他可编程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,则可对这些实施例作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范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种确定焊接位置的方法,其特征在于,应用于智能焊接系统中的控制设备,所述智能焊接系统还包括焊接机器人;所述方法包括:
获取所述焊接机器人进行焊接的起始位置和所述焊接机器人在K时刻的第一测量位置,所述第一测量位置用于表征所述焊接机器人在基于待焊接工件和所述焊接机器人建立的坐标系中的坐标;其中,所述起始位置和所述第一测量位置用于确定所述焊接机器人在K+1时刻的第一控制参数,所述第一控制参数用于控制所述焊接机器人移动;所述K为大于0的正整数;
基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程;其中,所述第一状态方程用于表征所述焊接机器人的运动轨迹,所述第一控制参数是所述第一状态方程的控制变量,所述第一测量位置是所述第一状态方程的自变量,所述焊接机器的焊接位置是所述第一状态方程的因变量;
通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述智能焊接系统还包括变位机,所述第一控制参数包括所述焊接机器人的线速度vr和所述焊接机器人在所述变位机的平面转动预设时长的角度差δr;所述第一测量位置包括所述焊接机器人在世界坐标系的横轴坐标px、纵轴坐标py以及所述焊接机器人在水平面的投影与所述世界坐标系的横轴之间的夹角
Figure FDA0003492459610000011
所述基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程,包括:
基于所述线速度vr、所述角度差δr、所述横轴坐标px、所述纵轴坐标py、和所述夹角
Figure FDA0003492459610000012
构建如下第一状态方程:
Figure FDA0003492459610000013
Figure FDA0003492459610000021
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:
对所述第一状态方程转换处理,得到第二状态方程,所述第二状态方程满足以下公式:
Figure FDA0003492459610000022
其中,
Figure FDA0003492459610000023
Figure FDA0003492459610000024
Figure FDA0003492459610000025
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置,
Figure FDA0003492459610000026
用于表征所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置;
通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述通过所述第二状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置,包括:
基于卡尔曼滤波的参数对所述第二状态方程进行更新,得到第三状态方程,所述第三状态方程满足以下公式:
Figure FDA0003492459610000027
其中,
Figure FDA0003492459610000028
Figure FDA0003492459610000029
Figure FDA00034924596100000210
用于表征所述焊接机器人在K-1时刻的焊接位置,
Figure FDA00034924596100000211
用于表征所述焊接机器人在K时刻的焊接位置;
Figure FDA00034924596100000212
用于表征误差协方差矩阵,Kk、Q用于表征所述卡尔曼滤波的参数;zk用于表征所述第一测量位置;
通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在通过所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置之后,所述方法还包括:
获取所述焊接机器人在K+1时刻的第二测量位置;
基于所述K+1时刻的焊接位置和所述第二测量位置用于确定所述焊接机器人在K+2时刻的第二控制参数;所述第二控制参数与第一控制参数不同;
基于所述第二控制参数和所述第三状态方程,确定所述焊接机器人在K+2时刻的焊接位置。
6.一种确定焊接位置的装置,其特征在于,该装置包括:
获取单元,用于获取所述焊接机器人进行焊接的起始位置和所述焊接机器人在K时刻的第一测量位置,所述第一测量位置用于表征所述焊接机器人在基于待焊接工件和所述焊接机器人建立的坐标系中的坐标;其中,所述起始位置和所述第一测量位置用于确定所述焊接机器人在K+1时刻的第一控制参数,所述第一控制参数用于控制所述焊接机器人移动;所述K为大于0的正整数;
处理单元,用于基于所述第一控制参数和所述第一测量位置,构建所述焊接机器人的第一状态方程;其中,所述第一状态方程用于表征所述焊接机器人的运动轨迹,所述第一控制参数是所述第一状态方程的控制变量,所述第一测量位置是所述第一状态方程的自变量,所述焊接机器的焊接位置是所述第一状态方程的因变量;以及通过所述第一状态方程,确定所述焊接机器人在K+1时刻的焊接位置。
7.一种控制设备,其特征在于,包括至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
8.一种智能焊接系统,其特征在于,包括如权利要求7所述的控制设备。
9.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于使计算机执行如权利要求1-5任一项所述的方法。
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Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647753A (en) * 1982-10-27 1987-03-03 Fanuc Ltd. Welding method in automatic welding machine
CN102225516A (zh) * 2011-06-09 2011-10-26 天津大学 一种实现夹具系统综合误差提取及确定补偿值的方法
CN102608997A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 同济大学 一种基于人工场的轨迹跟踪控制方法
CN203164417U (zh) * 2013-03-14 2013-08-28 华南理工大学 基于多普勒效应的水下目标定位装置
CN104089617A (zh) * 2014-07-31 2014-10-08 四川阿泰因机器人智能装备有限公司 一种移动机器人用定位装置及定位方法
CN104344837A (zh) * 2014-10-30 2015-02-11 北京航空航天大学 一种基于速度观测的冗余惯导系统加速度计系统级标定方法
CN105957089A (zh) * 2016-05-13 2016-09-21 四川奇赛科技有限责任公司 弓箭图像扫描报靶中提高报靶精度的方法
CN106371442A (zh) * 2016-11-02 2017-02-01 河海大学常州校区 一种基于张量积模型变换的移动机器人控制方法
WO2018054080A1 (zh) * 2016-09-23 2018-03-29 深圳大学 一种机器人规划路径的更新方法及装置
CN109746922A (zh) * 2019-03-11 2019-05-14 河海大学常州校区 一种基于有限时间切换控制的非完整机器人控制方法
CN109959381A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 深圳市优必选科技有限公司 一种定位方法、装置、机器人及计算机可读存储介质
CN110064842A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 上海交通大学 一种用于三面体焊缝定位的自动标定方法
WO2020010626A1 (zh) * 2018-07-13 2020-01-16 深圳配天智能技术研究院有限公司 机器人的运动控制方法、机器人及机器人运动控制系统
CN210024233U (zh) * 2019-05-22 2020-02-07 中国铁建重工集团股份有限公司 一种焊接系统
CN111047531A (zh) * 2019-12-02 2020-04-21 长安大学 一种基于单目视觉的仓储机器人室内定位方法
US20200269340A1 (en) * 2018-07-25 2020-08-27 Tonggao Advanced Manufacturing Technology Co., Ltd. Active Laser Vision Robust Weld Tracking System and Weld Position Detection Method
CN111880144A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 广东博智林机器人有限公司 定位方法、装置、设备和存储介质
CN112318507A (zh) * 2020-10-28 2021-02-05 内蒙古工业大学 一种基于slam技术的机器人智能控制系统
CN112462769A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112684793A (zh) * 2020-12-03 2021-04-20 南京理工大学 一种离散系统中的机器人零半径过弯的轨迹跟踪控制方法
CN113340287A (zh) * 2021-08-04 2021-09-03 杭州集益科技有限公司 一种装船机船舱舱口识别方法
US20210364296A1 (en) * 2018-03-14 2021-11-25 Boe Technology Group Co., Ltd. Positioning method, positioning apparatus, and computer-program product
CN113702953A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 广州文远知行科技有限公司 一种雷达标定方法、装置、电子设备和存储介质
WO2021238191A1 (zh) * 2020-05-26 2021-12-02 珠海格力智能装备有限公司 机器人的定位补偿方法及装置
CN113798634A (zh) * 2021-08-18 2021-12-17 中国科学院自动化研究所 空间环形焊缝示教与焊缝跟踪方法、系统及设备

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4647753A (en) * 1982-10-27 1987-03-03 Fanuc Ltd. Welding method in automatic welding machine
CN102608997A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 同济大学 一种基于人工场的轨迹跟踪控制方法
CN102225516A (zh) * 2011-06-09 2011-10-26 天津大学 一种实现夹具系统综合误差提取及确定补偿值的方法
CN203164417U (zh) * 2013-03-14 2013-08-28 华南理工大学 基于多普勒效应的水下目标定位装置
CN104089617A (zh) * 2014-07-31 2014-10-08 四川阿泰因机器人智能装备有限公司 一种移动机器人用定位装置及定位方法
CN104344837A (zh) * 2014-10-30 2015-02-11 北京航空航天大学 一种基于速度观测的冗余惯导系统加速度计系统级标定方法
CN105957089A (zh) * 2016-05-13 2016-09-21 四川奇赛科技有限责任公司 弓箭图像扫描报靶中提高报靶精度的方法
WO2018054080A1 (zh) * 2016-09-23 2018-03-29 深圳大学 一种机器人规划路径的更新方法及装置
CN106371442A (zh) * 2016-11-02 2017-02-01 河海大学常州校区 一种基于张量积模型变换的移动机器人控制方法
CN109959381A (zh) * 2017-12-22 2019-07-02 深圳市优必选科技有限公司 一种定位方法、装置、机器人及计算机可读存储介质
US20210364296A1 (en) * 2018-03-14 2021-11-25 Boe Technology Group Co., Ltd. Positioning method, positioning apparatus, and computer-program product
WO2020010626A1 (zh) * 2018-07-13 2020-01-16 深圳配天智能技术研究院有限公司 机器人的运动控制方法、机器人及机器人运动控制系统
US20200269340A1 (en) * 2018-07-25 2020-08-27 Tonggao Advanced Manufacturing Technology Co., Ltd. Active Laser Vision Robust Weld Tracking System and Weld Position Detection Method
CN109746922A (zh) * 2019-03-11 2019-05-14 河海大学常州校区 一种基于有限时间切换控制的非完整机器人控制方法
CN210024233U (zh) * 2019-05-22 2020-02-07 中国铁建重工集团股份有限公司 一种焊接系统
CN110064842A (zh) * 2019-05-28 2019-07-30 上海交通大学 一种用于三面体焊缝定位的自动标定方法
CN111047531A (zh) * 2019-12-02 2020-04-21 长安大学 一种基于单目视觉的仓储机器人室内定位方法
WO2021238191A1 (zh) * 2020-05-26 2021-12-02 珠海格力智能装备有限公司 机器人的定位补偿方法及装置
CN111880144A (zh) * 2020-07-29 2020-11-03 广东博智林机器人有限公司 定位方法、装置、设备和存储介质
CN112318507A (zh) * 2020-10-28 2021-02-05 内蒙古工业大学 一种基于slam技术的机器人智能控制系统
CN112462769A (zh) * 2020-11-25 2021-03-09 深圳市优必选科技股份有限公司 机器人定位方法、装置、计算机可读存储介质及机器人
CN112684793A (zh) * 2020-12-03 2021-04-20 南京理工大学 一种离散系统中的机器人零半径过弯的轨迹跟踪控制方法
CN113340287A (zh) * 2021-08-04 2021-09-03 杭州集益科技有限公司 一种装船机船舱舱口识别方法
CN113798634A (zh) * 2021-08-18 2021-12-17 中国科学院自动化研究所 空间环形焊缝示教与焊缝跟踪方法、系统及设备
CN113702953A (zh) * 2021-08-25 2021-11-26 广州文远知行科技有限公司 一种雷达标定方法、装置、电子设备和存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEE, JM; SON, K; LEE, MC; CHOI, JC; HAN, SH; LEE, MH: "Localization of a mobile robot using the image of a moving object", IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, vol. 50, no. 3, pages 612, XP011097221, DOI: 10.1109/TIE.2002.807686 *
程祥, 黄玉美, 高峰, 杨新刚: "一种3自由度并联机器人可达工作空间姿态分布研究", 机械设计与研究, no. 05, pages 22 - 25 *
顾宝兴: "智能移动式水果采摘机器人系统的研究", 信息科技辑, no. 12, pages 140 - 12 *

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