CN114839995A - 多层多道连接路径规划、连接作业控制方法及相关装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多层多道连接路径规划、连接作业控制方法及相关装置，涉及机器人控制技术领域。本申请在获取到连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时指定的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系后，能够自动根据连接运动模式规划出连接作业机器人从参考路径示教起点到参考路径示教终点的参考连接路径，并根据获取到的多条连接路径之间的路径偏移关系，在参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到针对多层多道连接作业的包括参考连接路径的多条目标连接路径，从而有效提升多层多道连接路径的生成效率，以便于提高机器人实现多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

Description

多层多道连接路径规划、连接作业控制方法及相关装置

技术领域

本申请涉及机器人控制技术领域，具体而言，涉及一种多层多道连接路径规划、连接作业控制方法及相关装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，机器人技术因具有极大的研究价值及应用价值受到了各行各业的广泛重视，其中可通过至少一种连接方式(例如，焊接方式、粘接方式等)将两个相互分离或即将分离的工件固定在一起的协作机器人即连接作业机器人在工业制造领域中的应用越发广泛。而在连接作业机器人的实际应用过程中，往往需要对待连接宽度较宽的工件部位进行多层多道连接，才能确保对应工件被固定得牢固可靠。但值得注意的是，多层多道连接工序较多，涉及相互堆叠的多条连接路径，整体控制难度较大，因此多条连接路径的生成效率好坏状况通常便是影响连接作业机器人完成整个多层多道连接作业的连接效率的重要因素。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种多层多道连接路径规划方法和装置、多层多道连接作业控制方法和装置、电子设备及可读存储介质，能够有效提升多层多道连接作业所需的多条连接路径的生成效率，以便于提高连接作业机器人实现多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种多层多道连接路径规划方法，所述方法包括：

获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系；

按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径；

根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径。

在可选的实施方式中，所述按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径的步骤，包括：

根据所述参考路径示教起点与所述参考路径示教终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算与所述连接运动模式匹配的多个参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述连接剖面坐标系与所述连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点及多个所述参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到所述参考连接路径包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

在可选的实施方式中，所述多条连接路径之间的路径偏移关系包括不同连接路径之间的连接点位置偏移关系，则所述根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径的步骤，包括：

针对所述多层多道连接作业所需的除所述参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与所述参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点及多个所述参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到与该待规划连接路径对应的多个待处理连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述坐标变换关系，对所有待规划连接路径分别对应的多个待处理连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到除所述参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

在可选的实施方式中，所述多条连接路径之间的路径偏移关系包括不同连接路径之间的连接点位置偏移关系，则所述根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径的步骤，包括：

针对所述多层多道连接作业所需的除所述参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与所述参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

针对每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算该待规划连接路径的与所述连接运动模式匹配的多个连接规划点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述连接剖面坐标系与所述连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对所有待规划连接路径各自的路径规划起点和路径规划终点及多个连接规划点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，除所述参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

在可选的实施方式中，所述连接运动模式包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合。

第二方面，本申请提供一种多层多道连接作业控制方法，所述方法包括：

获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中所述多条目标连接路径采用前述实施方式中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法规划得到；

根据所述多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序；

根据所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制所述连接作业机器人依次在所述待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在所述待连接部位处完成多层多道连接作业。

第三方面，本申请提供一种多层多道连接路径规划装置，所述装置包括：

路径参数获取模块，用于获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系；

参考路径生成模块，用于按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径；

路径偏移规划模块，用于根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径。

在可选的实施方式中，所述连接运动模式包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合。

第四方面，本申请提供一种多层多道连接作业控制装置，所述装置包括：

连接路径获取模块，用于获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中所述多条目标连接路径采用前述实施方式所述的多层多道连接路径规划装置规划得到；

作业顺序确定模块，用于根据所述多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序；

连接作业执行模块，用于根据所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制所述连接作业机器人依次在所述待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在所述待连接部位处完成多层多道连接作业。

第五方面，本申请提供一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序，以实现前述实施方式中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法或前述实施方式所述的多层多道连接作业控制方法。

第六方面，本申请提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现前述实施方式中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法或前述实施方式所述的多层多道连接作业控制方法。

在此情况下，本申请实施例的有益效果包括以下内容：

本申请在获取到连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时指定的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系后，能够自动根据连接运动模式规划出连接作业机器人从参考路径示教起点到参考路径示教终点的参考连接路径，并根据获取到的多条连接路径之间的路径偏移关系，在参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到针对多层多道连接作业的包括参考连接路径的多条目标连接路径，从而有效提升多层多道连接路径的生成效率，以便于提高连接作业机器人实现多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的电子设备的组成示意图；

图2为本申请实施例提供的多层多道连接路径规划方法的流程示意图；

图3为图2中的步骤S320包括的子步骤的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的连接剖面坐标系的分布示意图；

图5为图2中的步骤S330包括的子步骤的流程示意图之一；

图6为本申请实施例提供的同一连接剖面坐标系下不同连接路径之间的连接点位置偏移关系的分布示意图；

图7为图2中的步骤S330包括的子步骤的流程示意图之二；

图8为本申请实施例提供的多层多道连接作业控制方法的流程示意图；

图9为本申请实施例提供的多层多道连接路径规划装置的组成示意图；

图10为本申请实施例提供的多层多道连接作业控制装置的组成示意图。

图标：10-电子设备；11-存储器；12-处理器；13-通信单元；100-多层多道连接路径规划装置；200-多层多道连接作业控制装置；110-路径参数获取模块；120-参考路径生成模块；130-路径偏移规划模块；210-连接路径获取模块；220-作业顺序确定模块；230-连接作业执行模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

申请人通过辛苦调研发现，现有多层多道连接流程需要用户使用示教器人工示教多条需要连接作业的连接路径，其中需要在每次示教出一条连接路径时，控制对应连接作业机器人针对示教出的连接路径执行连接作业，而后才能开启对下一条连接路径的示教作业。由此，导致整个多层多道连接流程因人工生成连接路径的效率问题，存在整体的连接效率不佳且连接自动化程度不高的问题。

为此，申请人通过研发一种多层多道连接路径规划方法和装置、多层多道连接作业控制方法和装置、电子设备及可读存储介质，有效提升多层多道连接作业所需的多条连接路径的生成效率，以便于提高连接作业机器人实现多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

请参照图1，图1是本申请实施例提供的电子设备10的组成示意图。在本申请实施例中，所述电子设备10可以针对待连接部位快速生成匹配的多层多道连接路径(即多层多道连接作业所需要的多条连接路径)，和/或在得到待连接部位所匹配的多层多道连接路径的基础上，自动控制对应连接作业机器人按照该多层多道连接路径执行多层多道连接作业。

在此过程中，所述电子设备10可以与示教器通信连接，或者与示教器集成在一起，以获取用户通过示教器针对待连接部位输入的连接路径相关参数，从而实现快速生成多层多道连接路径的功能，其中所述连接路径相关参数包括对应多层多道连接作业的多层多道连接方式、参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系。所述多层多道连接方式可以包括焊接方式或粘接方式，所述参考路径示教起点用于描述用户示教出的多层多道连接路径中某一条连接路径(例如，多层多道连接路径中需要执行首次连接作业或末尾连接作业的连接路径)的连接起始点位置，所述参考路径示教终点用于描述用户示教出的前述多层多道连接路径中某一条连接路径的连接终止点位置，所述连接运动模式用于描述对应连接路径在所述连接作业机器人执行连接作业过程中所需表现出的路径形状，所述多条连接路径之间的路径偏移关系用于描述多层多道连接路径相互之间的位置偏差状况及姿态偏差状况。

此外，所述电子设备10还可以与连接作业机器人通信连接，或者与所述连接作业机器人集成在一起，以在得到连接作业机器人针对待连接部位执行多层多道连接作业所需的多层多道连接路径时，自动控制该连接作业机器人按照该多层多道连接路径在待连接部位上执行多层多道连接作业，从而提升多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

在本申请实施例中，所述电子设备10可以包括存储器11、处理器12及通信单元13。其中，所述存储器11、所述处理器12及所述通信单元13各个元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，所述存储器11、所述处理器12及所述通信单元13这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。

在本实施例中，所述存储器11可以是，但不限于，随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)，只读存储器(Read Only Memory，ROM)，可编程只读存储器(ProgrammableRead-Only Memory，PROM)，可擦除只读存储器(Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EPROM)，电可擦除只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-OnlyMemory，EEPROM)等。其中，所述存储器11用于存储计算机程序，所述处理器12在接收到执行指令后，可相应地执行所述计算机程序。

在本实施例中，所述处理器12可以是一种具有信号的处理能力的集成电路芯片。所述处理器12可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)及网络处理器(Network Processor，NP)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的至少一种。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。

在本实施例中，所述通信单元13用于通过网络建立所述电子设备10与其他设备装置之间的通信连接，并通过所述网络收发数据，其中所述网络包括有线通信网络及无线通信网络。例如，所述电子设备10可以通过所述通信单元13与用户手持的示教器通信连接，以获取用户针对待连接部位设置的多层多道连接路径的连接路径相关参数；所述电子设备10可以通过所述通信单元13与连接作业机器人通信连接，以向所述连接作业机器人下发针对待连接部位的涉及多层多道连接作业的控制指令。

可选地，在本申请实施例中，所述电子设备10还可以包括多层多道连接路径规划装置100，所述多层多道连接路径规划装置100包括至少一个能够以软件或固件的形式存储于所述存储器11中或者固化在所述电子设备10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器12可用于执行所述存储器11存储的可执行模块，例如所述多层多道连接路径规划装置100所包括的软件功能模块及计算机程序等。所述电子设备10可以通过所述多层多道连接路径规划装置100快速针对待连接部位规划出用于实现多层多道连接作业的多层多道连接路径，提高多层多道连接路径的生成效率，降低路径生成过程中的人工参与度。

可选地，在本申请实施例中，所述电子设备10还可以包括多层多道连接作业控制装置200，所述多层多道连接作业控制装置200包括至少一个能够以软件或固件的形式存储于所述存储器11中或者固化在所述电子设备10的操作系统中的软件功能模块。所述处理器12可用于执行所述存储器11存储的可执行模块，例如所述多层多道连接作业控制装置200所包括的软件功能模块及计算机程序等。所述电子设备10可以通过所述多层多道连接作业控制装置200自动控制连接作业机器人按照得到的多层多道连接路径在待连接部位上执行匹配的多层多道连接作业，以提升连接效率及连接自动化程度。

可以理解的是，图1所示的框图仅为所述电子设备10的一种组成示意图，所述电子设备10还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。图1中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

在本申请中，为确保所述电子设备10能够快速针对待连接部位规划出匹配的多层多道连接路径，提高多层多道连接路径的生成效率，降低路径生成过程中的人工参与度，本申请实施例提供一种多层多道连接路径规划方法实现前述目的。下面对本申请提供的多层多道连接路径规划方法进行详细描述。

请参照图2，图2是本申请实施例提供的多层多道连接路径规划方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述多层多道连接路径规划方法可以包括步骤S310～步骤S330。

步骤S310，获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系。

在本实施例中，所述电子设备10可从用户手持示教器处获取用户针对所述待连接部位输入的所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点、所述连接运动模式及所述多条连接路径之间的路径偏移关系。其中，所述连接运动模式可以包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合，其中直线连接模式用于表征对应连接路径呈直线状分布，圆弧连接模式用于表征对应连接路径呈圆弧状分布，整圆连接模式用于表征对应连接路径呈整圆状分布，摆动连接模式用于表示对应连接路径在当前分布状况(例如，直线连接模式、圆弧连接模式或整圆连接模式)的基础上来回摆动偏移。

步骤S320，按照连接运动模式规划从参考路径示教起点到参考路径示教终点的连接路径，得到连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径。

在本实施例中，所述电子设备10在得到用户通过示教器传输的参考路径示教起点、参考路径示教终点以及连接运动模式后，会以所述连接运动模式为路径分布约束，在所述参考路径示教起点与所述参考路径示教终点之间，规划得到连接所述参考路径示教起点及所述参考路径示教终点的涉及多层多道连接作业的参考连接路径，此时所述参考连接路径即为所述多层多道连接作业所对应的多层多道连接路径中的一条连接路径。

步骤S330，根据与多层多道连接作业对应的多条连接路径之间的路径偏移关系，在参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括参考连接路径的多条目标连接路径。

在本实施例中，当所述电子设备10构建出与用户示教操作匹配的涉及连接作业机器人的连接运动模式的参考连接路径时，可根据所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到至少一条相对于所述参考连接路径满足所述路径偏移关系的连接路径，此时即可将偏移规划出的所有连接路径与所述参考连接路径进行组合，直接得到与待执行的多层多道连接作业相匹配的多条目标连接路径。

由此，本申请可通过执行上述步骤S310～步骤S330，在用户示教出的单条连接路径的连接起始点位置信息和连接终止点位置信息的基础上，自行针对多层多道连接作业所需的剩余连接路径进行规划，从而快速针对待连接部位规划出匹配的多层多道连接路径，提高多层多道连接路径的生成效率，降低路径生成过程中的人工参与度。

在本申请中，所述电子设备10在连接路径规划过程中往往需要通过建立待连接部位的笛卡尔坐标系来描述不同连接点位置，继而确定出连接作业机器人自身机器人基坐标下适配的具体连接路径的相关坐标位置，以便于连接作业机器人能够按照得到的连接路径的相关坐标位置来执行对应连接作业。下面参照图3所示的步骤S320包括的子步骤的流程示意图，对电子设备10规划参考连接路径的具体操作内容进行详细说明。此时，所述步骤S320可以包括子步骤S321～子步骤S322。

子步骤S321，根据参考路径示教起点与参考路径示教终点各自在待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算与连接运动模式匹配的多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

在本实施例中，所述连接剖面坐标系即为以对应待连接部位在被连接时的剖面为基准面建立出的笛卡尔坐标系。所述连接剖面坐标系的数目可以仅为一个，此时同一连接路径上的所有连接点(包括连接起点、连接终点以及处于连接起点和连接终点之间的其他连接点)均采用该连接剖面坐标系进行位置描述。

所述连接剖面坐标系的数目也可以为多个，同一连接路径上的所有连接点各自对应一个连接剖面坐标系。下面以图4所示的连接方式为焊接方式的连接剖面坐标系的分布示意图为例进行说明：图4显示了两个中厚板形成的直角型坡口结构，直线AB即为需要执行焊接作业的一条连接路径(焊接路径)，点A即为用户通过示教器手动拖动连接作业机器人工具中心点所到达的参考路径示教起点，坐标系AXYZ为以点A为原点、以点C为Z轴正方向上的点、以点D为X轴正方向上的点的笛卡尔坐标系(即点A所对应的连接剖面坐标系(即焊缝剖面坐标系))，点B即为用户通过示教器手动拖动连接作业机器人工具中心点所到达的参考路径示教终点，坐标系BXYZ为以点B为原点、以点E为Z轴正方向上的点、以点F为X轴正方向上的点的笛卡尔坐标系(即点B所对应的连接剖面坐标系(即焊缝剖面坐标系))，其中点C、点D、点E、点F为用户在示教器上点击记录的属于连接剖面(即焊缝剖面)上的点，以确保最终构建出的笛卡尔坐标系能够有效表述待连接部位的连接剖面(即焊缝剖面)状况。

因此，当所述电子设备10获取到参考路径示教起点与参考路径示教终点各自在待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息时，可根据参考路径示教起点与参考路径示教终点之间的位置相对关系，基于连接插补算法确定出得到满足所述连接运动模式的多个参考连接点，进而得到所述多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息，其中多个参考连接点、所述参考路径示教起点及所述参考路径示教终点处于同一条连接路径上。

子步骤S322，根据连接剖面坐标系与连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对参考路径示教起点、参考路径示教终点及多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到参考连接路径包括的多个连接路径点在机器人基坐标系下的坐标位置信息。

在本实施例中，针对一个连接点来说，可将该连接点在对应连接剖面坐标系下的坐标位置信息构建为该连接点相对于所在连接剖面坐标系的齐次矩阵，并将该连接点所在连接剖面坐标系与连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，构建为该连接点所在连接剖面坐标系相对于连接作业机器人的机器人基坐标系的齐次变换矩阵，进而通过将该连接点所在连接剖面坐标系所对应的齐次矩阵及齐次变换矩阵进行矩阵乘法运算，得到该连接点相对于所述机器人基坐标系的齐次矩阵，即得到该连接点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

因此，本申请可参照上述计算单个连接点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息的操作内容，对处于同一连接路径上的参考路径示教起点、参考路径示教终点及多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到所述参考连接路径包括的多个连接路径点在机器人基坐标系下的坐标位置信息，此时所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点及多个所述参考连接点各自对应所述参考连接路径中的一个连接路径点。

由此，本申请可通过执行上述子步骤S321～子步骤S322，生成与用户示教的参考路径示教起点和参考路径示教终点匹配的在连接作业机器人处可执行连接作业的参考连接路径。

在本申请中，所述电子设备10在规划出的参考连接路径的基础上可通过路径偏移处理得到多层多道连接路径中除参考连接路径的剩余连接路径的相关坐标位置，以便于连接作业机器人完整地执行多层多道连接作业。下面参照图5所示的步骤S330包括的子步骤的流程示意图之一，或者图7所示的步骤S330包括的子步骤的流程示意图之二，对电子设备10规划除参考连接路径以外的其他涉及多层多道连接作业的其他连接路径的具体操作内容进行详细说明。

在本申请实施例的一种实施方式中，图5所示的步骤S330可以包括子步骤S331～子步骤S332。

子步骤S331，针对多层多道连接作业所需的除参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对参考路径示教起点、参考路径示教终点及多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到与该待规划连接路径对应的多个待处理连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

在本实施例中，所述多条连接路径之间的路径偏移关系包括不同连接路径之间的连接点位置偏移关系，其可以表征为不同连接路径在参考连接路径所对应的连接剖面坐标系下相对于该参考连接路径的连接点位置偏移状况，其包括不同连接路径上的连接点在所述参考连接路径的对应参考连接点所在连接剖面坐标系下的X轴正方向偏移量、Z轴正方向偏移量及绕Y轴的旋转偏移量，例如不同连接路径的起始连接点在参考路径示教起点的所在连接剖面坐标系下的X轴正方向偏移量、Z轴正方向偏移量及绕Y轴的旋转偏移量，不同连接路径的终止连接点在参考路径示教终点的所在连接剖面坐标系下的X轴正方向偏移量、Z轴正方向偏移量及绕Y轴的旋转偏移量。

以图6所示的连接方式为焊接方式的同一连接剖面坐标系下不同连接路径之间的连接点(即焊接点)位置偏移关系的分布示意图为例进行说明：若多层多道连接作业需要六个连接路径(即参考连接路径1、待规划连接路径2、待规划连接路径3、待规划连接路径4、待规划连接路径5、待规划连接路径6)，那么针对参考连接路径1的某个参考连接点来说，待规划连接路径2、待规划连接路径3、待规划连接路径4、待规划连接路径5、待规划连接路径6各自在该参考连接点所对应的连接剖面坐标系(即焊缝剖面坐标系)下存在一个待连接点，此时各待规划连接路径上处于该参考连接点所在连接剖面坐标系下的待处理连接点相对于该参考连接点的分布偏移状况，即为对应待规划连接路径相对于参考连接路径的连接点位置偏移关系。

由此，所述电子设备10在需要构建多层多道连接作业所需的除参考连接路径以外的其他每条待规划连接路径时，将根据该待规划连接路径与参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对参考路径示教起点、参考路径示教终点及多个参考连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到与该待规划连接路径对应的多个待处理连接点各自在对应连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

子步骤S332，根据坐标变换关系，对所有待规划连接路径分别对应的多个待处理连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到除参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在机器人基坐标系下的坐标位置信息。

在本实施例中，所述电子设备10在确定出涉及多层多道连接作业的所有待规划连接路径分别对应的多个待处理连接点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息后，可参照上述计算单个连接点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息的操作内容，对各待处理连接点在对应连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到除参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在机器人基坐标系下的坐标位置信息，此时每个待处理连接点对应一个连接路径点。

在本申请实施例的另一种实施方式中，图7所示的步骤S330可以包括子步骤S333～子步骤S335。

子步骤S333，针对多层多道连接作业所需的除参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对参考路径示教起点、参考路径示教终点各自在待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

其中，对除参考连接路径以外的任意一条待规划连接路径来说，可根据该待规划连接路径与参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对参考路径示教起点在对应连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到该待规划连接路径的路径规划起点在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息，并对参考路径示教终点在对应连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到该待规划连接路径的路径规划终点在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

子步骤S334，针对每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算该待规划连接路径的与连接运动模式匹配的多个连接规划点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。

其中，当所述电子设备10获取到某条待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息时，可根据路径规划起点和路径规划终点之间的位置相对关系，基于连接插补算法确定出得到该待规划连接路径上的满足所述连接运动模式的多个连接规划点，进而得到所述多个连接规划点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息。其中，每个连接规划点对应所述参考连接路径上的一个参考连接点。

子步骤S335，根据连接剖面坐标系与连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对所有待规划连接路径各自的路径规划起点和路径规划终点及多个连接规划点各自在连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，除参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在机器人基坐标系下的坐标位置信息。

由此，本申请可通过执行上述子步骤S331～子步骤S332或者上述子步骤S333～子步骤S335，在与用户示教操作匹配的参考连接路径的基础上，自动规划出多层多道连接路径中除参考连接路径的剩余连接路径，以便于连接作业机器人完整地执行多层多道连接作业。

在本申请中，为确保所述电子设备10能够自动控制连接作业机器人按照得到的多层多道连接路径在待连接部位上执行匹配的多层多道连接作业，以提升连接效率及连接自动化程度，本申请实施例提供一种多层多道连接作业控制方法实现前述目的。下面对本申请提供的多层多道连接作业控制方法进行详细描述。

请参照图8，图8是本申请实施例提供的多层多道连接作业控制方法的流程示意图。在本申请实施例中，所述多层多道连接作业控制方法可以包括步骤S410～步骤S420。

步骤S410，获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中多条目标连接路径采用多层多道连接路径规划方法规划得到。

步骤S420，根据多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定多条目标连接路径各自的作业先后顺序。

其中，在不同层级的目标连接路径中，越靠近待连接部位底部的层级的目标连接路径，越先被执行对应的连接作业。例如，图6中的待规划连接路径2先于待规划连接路径4被先于执行对应连接作业。

步骤S430，根据多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制连接作业机器人依次在待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在待连接部位处完成多层多道连接作业。

在本实施例中，所述电子设备10可通过其通信连接的示教器获取用户针对多条目标连接路径分别设置的连接作业参数，所述连接作业参数用于表征所述连接作业机器人在连接作业过程中的工作电压、工作电流等参数内容，而后所述电子设备10将根据多条目标连接路径各自的作业先后顺序及连接作业参数，生成与所述多层多道连接作业匹配的连接作业控制程序，接着将生成的连接作业控制程序发送给所述连接作业机器人，以控制所述连接作业机器人对应执行所述连接作业控制程序，从而在待连接部位处自动控制连接作业机器人按照得到的多层多道连接路径执行对应多层多道连接作业，提升整体的连接效率及连接自动化程度。

由此，本申请可通过执行上述步骤S410～步骤S430，自动控制连接作业机器人按照得到的多层多道连接路径在待连接部位上执行匹配的多层多道连接作业，以提升连接效率及连接自动化程度。

在本申请中，为确保所述电子设备10能够有效执行上述多层多道连接路径规划方法，本申请通过对存储在所述电子设备10中的多层多道连接路径规划装置100进行功能模块划分的方式实现前述功能。下面对本申请提供的应用于上述电子设备10的多层多道连接路径规划装置100的具体组成进行相应描述。

请参照图9，图9是本申请实施例提供的多层多道连接路径规划装置100的组成示意图。在本申请实施例中，所述多层多道连接路径规划装置100可以包括路径参数获取模块110、参考路径生成模块120及路径偏移规划模块130。

路径参数获取模块110，用于获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系。

其中，所述连接运动模式包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合。

参考路径生成模块120，用于按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径。

路径偏移规划模块130，用于根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径。

需要说明的是，本申请实施例所提供的多层多道连接路径规划装置100，其基本原理及产生的技术效果与前述的多层多道连接路径规划方法相同。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的针对多层多道连接路径规划方法的描述内容。

在本申请中，为确保所述电子设备10能够有效执行上述多层多道连接作业控制方法，本申请通过对存储在所述电子设备10中的多层多道连接作业控制装置200进行功能模块划分的方式实现前述功能。下面对本申请提供的应用于上述电子设备10的多层多道连接作业控制装置200的具体组成进行相应描述。

请参照图10，图10是本申请实施例提供的多层多道连接作业控制装置200的组成示意图。在本申请实施例中，所述多层多道连接作业控制装置200可以包括连接路径获取模块210、作业顺序确定模块220及连接作业执行模块230。

连接路径获取模块210，用于获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中所述多条目标连接路径采用上述多层多道连接路径规划装置100规划得到。

作业顺序确定模块220，用于根据所述多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序。

连接作业执行模块230，用于根据所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制所述连接作业机器人依次在所述待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在所述待连接部位处完成多层多道连接作业。

需要说明的是，本申请实施例所提供的多层多道连接作业控制装置200，其基本原理及产生的技术效果与前述的多层多道连接作业控制方法相同。为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的针对多层多道连接作业控制方法的描述内容。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。本申请提供的各项功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个可读存储介质中，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)执行本申请各个实施例记载方法的全部或部分步骤。而前述的可读存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，在本申请提供的多层多道连接路径规划方法和装置、多层多道连接作业控制方法和装置、电子设备及可读存储介质中，本申请在获取到连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时指定的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系后，能够自动根据连接运动模式规划出连接作业机器人从参考路径示教起点到参考路径示教终点的参考连接路径，并根据获取到的多条连接路径之间的路径偏移关系，在参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到针对多层多道连接作业的包括参考连接路径的多条目标连接路径，从而有效提升多层多道连接路径的生成效率，以便于提高连接作业机器人实现多层多道连接作业的连接效率及连接自动化程度。

以上所述，仅为本申请的各种实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应当以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种多层多道连接路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：

获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系；

按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径；

根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径的步骤，包括：

根据所述参考路径示教起点与所述参考路径示教终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算与所述连接运动模式匹配的多个参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述连接剖面坐标系与所述连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点及多个所述参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到所述参考连接路径包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多条连接路径之间的路径偏移关系包括不同连接路径之间的连接点位置偏移关系，则所述根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径的步骤，包括：

针对所述多层多道连接作业所需的除所述参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与所述参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点及多个所述参考连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到与该待规划连接路径对应的多个待处理连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述坐标变换关系，对所有待规划连接路径分别对应的多个待处理连接点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，得到除所述参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多条连接路径之间的路径偏移关系包括不同连接路径之间的连接点位置偏移关系，则所述根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径的步骤，包括：

针对所述多层多道连接作业所需的除所述参考连接路径以外的每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径与所述参考连接路径之间的连接点位置偏移关系，对所述参考路径示教起点、所述参考路径示教终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行位置偏移处理，得到该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

针对每条待规划连接路径，根据该待规划连接路径的路径规划起点和路径规划终点各自在所述待连接部位的连接剖面坐标系下的坐标位置信息，基于连接插补算法计算该待规划连接路径的与所述连接运动模式匹配的多个连接规划点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息；

根据所述连接剖面坐标系与所述连接作业机器人的机器人基坐标系之间的坐标变换关系，对所有待规划连接路径各自的路径规划起点和路径规划终点及多个连接规划点各自在所述连接剖面坐标系下的坐标位置信息进行坐标变换，除所述参考连接路径以外的所有目标连接路径各自包括的多个连接路径点在所述机器人基坐标系下的坐标位置信息。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述连接运动模式包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合。

6.一种多层多道连接作业控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中所述多条目标连接路径采用权利要求1-5中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法规划得到；

根据所述多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序；

根据所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制所述连接作业机器人依次在所述待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在所述待连接部位处完成多层多道连接作业。

7.一种多层多道连接路径规划装置，其特征在于，所述装置包括：

路径参数获取模块，用于获取连接作业机器人在待连接部位处执行多层多道连接作业时的参考路径示教起点、参考路径示教终点、连接运动模式及多条连接路径之间的路径偏移关系；

参考路径生成模块，用于按照所述连接运动模式规划从所述参考路径示教起点到所述参考路径示教终点的连接路径，得到所述连接作业机器人在执行多层多道连接作业过程中的参考连接路径；

路径偏移规划模块，用于根据与所述多层多道连接作业对应的所述多条连接路径之间的路径偏移关系，在所述参考连接路径的基础上进行路径偏移规划，得到包括所述参考连接路径的多条目标连接路径。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述连接运动模式包括直线连接模式、圆弧连接模式、整圆连接模式及摆动连接模式中的任意一种或多种组合。

9.一种多层多道连接作业控制装置，其特征在于，所述装置包括：

连接路径获取模块，用于获取连接作业机器人在待连接部位处对应的多条目标连接路径，其中所述多条目标连接路径采用权利要求7或8所述的多层多道连接路径规划装置规划得到；

作业顺序确定模块，用于根据所述多条目标连接路径各自的空间分布状况，确定所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序；

连接作业执行模块，用于根据所述多条目标连接路径各自的作业先后顺序，控制所述连接作业机器人依次在所述待连接部位处按照对应目标连接路径执行连接作业，以在所述待连接部位处完成多层多道连接作业。

10.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器可执行所述计算机程序，以实现权利要求1-5中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法或权利要求6所述的多层多道连接作业控制方法。

11.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5中任意一项所述的多层多道连接路径规划方法或权利要求6所述的多层多道连接作业控制方法。

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