CN115488887A - 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备 - Google Patents

一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN115488887A
CN115488887A CN202211155253.7A CN202211155253A CN115488887A CN 115488887 A CN115488887 A CN 115488887A CN 202211155253 A CN202211155253 A CN 202211155253A CN 115488887 A CN115488887 A CN 115488887A
Authority
CN
China
Prior art keywords
deformation
welding
feedforward
welding deformation
numerical simulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211155253.7A
Other languages
English (en)
Inventor
黄继强
李万祺
薛龙
姚舒晏
张瑞英
邹勇
梁亚军
曹莹瑜
黄军芬
韩峰
张锐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Petrochemical Technology
Original Assignee
Beijing Institute of Petrochemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Petrochemical Technology filed Critical Beijing Institute of Petrochemical Technology
Priority to CN202211155253.7A priority Critical patent/CN115488887A/zh
Publication of CN115488887A publication Critical patent/CN115488887A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/17—Mechanical parametric or variational design
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2111/00—Details relating to CAD techniques
    • G06F2111/10—Numerical modelling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Abstract

本申请涉及焊接机器人技术领域，尤其涉及一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备，包括：对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。本申通过实践结果来修正理论偏差，解决了因焊接变形造成的规划路径与实际工件焊缝轨迹间的失配难题，为复杂工况下移动焊接机器人的路径规划设计提供新的解决方案，提升移动焊接机器人领域的焊接适应性和焊接效率。

Description

一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备
技术领域
本申请涉及焊接机器人技术领域，尤其涉及一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备。
背景技术
在工业制造领域，工业焊接机器人具有焊接效率高，焊接精度高，对劳动环境的高适应性等优点逐渐成为了焊接领域的主流。焊接机器人的路径轨迹规划是其中十分重要的一部分，传统的路径规划方法是依据视觉系统寻找路径和纠偏，现有技术中不能对焊接变形做出及时有效的反馈，复杂工件焊接时容易产生路径偏移，导致焊接变形造成的规划路径与实际工件焊缝轨迹间的失配。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中不能对焊接变形做出及时有效的反馈，复杂工件焊接时容易产生路径偏移，导致焊接变形造成的规划路径与实际工件焊缝轨迹间的失配的问题，本申请提供一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备。
本申请的方案如下：
第一方面，本申请提供一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法，所述方法包括：
对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
进一步地，所述对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量，包括：
对待焊件进行数值模拟，得到数值模拟总变形量，所述数值模拟总变形量即为模拟的焊接变形量；
所述数值模拟总变形量为数值模拟横向变形量和数值模拟纵向变形量的矢量和，所述数值模拟总变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000021
其中，
Figure BDA0003858166710000022
表示数值模拟纵向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000023
表示数值模拟横向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000024
表示数值模拟总变形量，n表示路径点的个数。
进一步地，所述纵向变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000025
其中，
Figure BDA0003858166710000026
表示数值模拟纵向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000027
表示数值模拟沿焊缝方向纵向固有应变，h表示焊接接头的厚度。
进一步地，所述数值模拟横向变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000028
其中，
Figure BDA0003858166710000029
表示数值模拟横向固有变形量，
Figure BDA00038581667100000210
表示数值模拟垂直于焊缝的横向固有应变，h表示焊接接头的厚度。
进一步地，所述实际的焊接变形量即为通过焊接实验，得到的实验测量总变形量；
所述实验测量总变形量的计算公式为：
Figure BDA00038581667100000211
其中，v′n表示实验测量总变形量，n表示路径点个数，
Figure BDA00038581667100000212
表示实验测量纵向固有变形量，
Figure BDA00038581667100000213
表示实验测量横向固有变形量。
进一步地，计算所述实验测量纵向固有变形量，包括：
通过实验测量的焊件的宽度与实验测量的沿焊缝方向纵向固有应变进行乘积运算，得到实验测量纵向固有变形量。
进一步地，所述焊接变形前馈量包括:焊接变形总前馈量和焊接变形节点前馈量；
计算所述焊接变形节点前馈量，包括：通过所述实验测量总变形量和所述数值模拟总变形量进行平方运算，得到所述焊接变形节点前馈量；
计算所述焊接变形总前馈量，包括：基于所述焊接变形节点前馈量，通过计算指定所述数值模拟次数和实验次数下的所述焊接变形节点前馈量的总和，得到所述焊接变形总前馈量。
进一步地，所述基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果，包括：
基于所述焊接变形前馈量，对基础路径进行纠偏，得到目标路径点的位置偏移量，标定一系列等距间隔目标路径点的空间坐标，利用高次多项式插值的方式得到位移、速度、加速度光滑曲线，进行逆运动学求解得到各个关节运动角度变化量输入到机器人控制器中使机器人末端沿着前馈修正路径行进，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
第二方面，本申请提供一种基于焊接变形预测的轨迹规划的装置，所述装置包括：
数值模拟模块，用于对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
前馈量获取模块,用于将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
焊接变形轨迹预测模块，用于基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
第三方面，本申请提供一种基于焊接变形预测的轨迹规划的设备，所述设备包括：
存储器，其上存储有可执行程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述中任一项所述方法的步骤。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请通过对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。本申通过实践结果来修正理论偏差，解决了因焊接变形造成的规划路径与实际工件焊缝轨迹间的失配难题，为复杂工况下移动焊接机器人的路径规划设计提供新的解决方案，提升移动焊接机器人领域的焊接适应性和焊接效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法流程图；
图2是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的装置组成图；
图3是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的设备组成图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例一
请参阅图1，图1是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法流程图，所述方法包括：
S1.对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
S2.将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
S3.基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
对于步骤S1,在一个实施例中，所述对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量，包括：
对待焊件进行数值模拟，获得特定焊接工艺参数下工件焊接的数值模拟总变形量，
所述数值模拟总变形量即为模拟的焊接变形量；
所述数值模拟总变形量为数值模拟横向变形量和数值模拟纵向变形量的矢量和，所述数值模拟总变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000051
其中，
Figure BDA0003858166710000052
表示数值模拟纵向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000053
表示数值模拟横向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000054
表示数值模拟总变形量，n表示路径点的个数。
在具体实施时，所述数值模拟纵向固有变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000055
其中，
Figure BDA0003858166710000056
表示纵向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000057
表示沿焊缝方向纵向固有应变，h表示焊接接头的厚度，需要说明的是
Figure BDA0003858166710000058
为通过ansys软件进行数值模拟时，所生成的数据。
在具体实施时，所述数值模拟横向固有变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000059
其中，
Figure BDA00038581667100000510
表示横向固有变形量，
Figure BDA00038581667100000511
表示垂直于焊缝的横向固有应变，h表示焊接接头的厚度，需要说明的是
Figure BDA0003858166710000061
为通过ansys软件进行数值模拟时，所生成的数据。
需要说明的是，具体计算数值模拟的节点变形量，通过式()进行计算，
Figure BDA0003858166710000062
其中，
Figure BDA0003858166710000063
表示数值模拟的节点变形量。
对于步骤S2,在一个实施例中，所述将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量，包括：
所述实际的焊接变形量即为通过焊接实验，得到的实验测量总变形量；
所述实验测量总变形量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000064
其中，v′n表示实验测量总变形量，n表示路径点个数，
Figure BDA0003858166710000065
表示实验测量纵向固有变形量，
Figure BDA0003858166710000066
表示实验测量横向固有变形量，需要说明的是，
Figure BDA0003858166710000067
可通过实验直接测量得到。
具体实施时，计算所述实验测量纵向固有变形量，包括：
通过实验测量的焊件的宽度与实验测量的沿焊缝方向纵向固有应变进行乘积运算，得到实验测量纵向固有变形量；
具体的，所述实验测量纵向固有变形量的计算公式如下：
Figure BDA0003858166710000068
其中，B为焊件的宽度，
Figure BDA0003858166710000069
表示纵向固有变形量，
Figure BDA00038581667100000610
表示沿焊缝方向纵向固有应变，需要说明的是，
Figure BDA00038581667100000611
为通过实验测量得到的数据。
具体的，所述焊接变形前馈量包括:焊接变形总前馈量和焊接变形节点前馈量；
计算所述焊接变形节点前馈量，包括：通过所述实验测量总变形量和所述数值模拟总变形量进行平方运算，得到所述焊接变形节点前馈量；
具体的，所述焊接变形节点前馈量的计算公式为：
Figure BDA00038581667100000612
其中，qi表示焊接变形节点前馈量，v′i表示实验测试的节点变形量，
Figure BDA0003858166710000071
表示数值模拟的节点变形量；
所述v′i的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000072
计算所述焊接变形总前馈量，包括：基于所述焊接变形节点前馈量，通过计算指定所述数值模拟次数和实验次数下的所述焊接变形节点前馈量的总和，得到所述焊接变形总前馈量；
其中，所述焊接变形总前馈量的计算公式为：
Figure BDA0003858166710000073
其中，m表示实验和数值模拟的总次数。
对于步骤S3,在一个实施例中，所述基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果，包括：
基于所述焊接变形前馈量，对基础路径进行纠偏，得到目标路径点的位置偏移量，标定一系列等距间隔目标路径点的空间坐标，利用高次多项式插值的方式得到位移、速度、加速度光滑曲线，进行逆运动学求解得到各个关节运动角度变化量输入到机器人控制器中使机器人末端沿着前馈修正路径行进，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
在具体实施时，对待焊件进行数值模拟，获得特定焊接工艺参数下工件焊的模拟变形量；
采用相同的焊接工艺参数对目标工件或相似工件进行焊接实验，测量实际的焊接变形量；
将焊接实验获取的变形量与数值模拟获得的变形量作对比，通过实验来修正数值模拟的偏差，获得相同或相似工件在特定焊接工艺参数下的变形规律；
在机器人焊接路径规划时，根据获得的变形规律，采用前馈补偿的方法加入变形量补偿值，使得焊枪能够准确对准焊缝位置进行焊接；
对工件进行实际焊接，在焊接过程中，焊接机器人焊枪末端沿着前馈补偿修正的路径轨迹行进，降低了因焊接变形造成的轨迹偏差对焊接质量的影响，形成针对特定工件的焊接变形预测前馈的轨迹规划方法。
需要说明的是，所述的焊接变形规律包含：焊件材料的物性参数、焊件结构形式及焊接速度、焊接电流、焊接电压、焊接变形量数值等。
在具体实施时，所述的对待焊件进行数值模拟，具体方法如下：
前处理阶段:建立目标工件的几何模型，查阅文献获得材料的力学性能和物理性能将材料参数输入到软件中；依据距离焊缝距离远近划分网格，从焊缝区域到非焊接区域网格划分由密到疏。
求解阶段:定义热源形式和边界条件，利用激活生死单元的方法模拟焊接熔池形成过程，完成焊接模拟。
后处理阶段:得到焊件横向焊接变形量、纵向焊接变形量和温度场分布，在ANSYS中进行温度场计算时，焊接阶段采取较小焊接时间步长；冷却阶段采用较大的焊接时间步长以提高计算精度和效率。
在一个实施例中，采用带前馈的规划焊接路径实施机器人焊接，规划具体措施为：根据机器人的物理参数建立D-H参数模型，由模型得出D-H参数表，进行机器人正运动学分析得到机器人笛卡尔坐标系下空间位置的坐标规划，根据焊接变形前馈量qi对基础路径进行纠偏，得到目标路径点的位置偏移量，标定一系列等距间隔目标路径点的空间坐标，利用高次多项式插值的方式得到位移、速度、加速度光滑曲线，进行逆运动学求解得到各个关节运动角度变化量输入到机器人控制器中使机器人末端沿着前馈修正路径行进。
实施例二
请参阅图2，图2是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的装置组成图，所述装置包括：
数值模拟模块101，用于对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
前馈量获取模块102,用于将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
焊接变形轨迹预测模块103，用于基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
实施例三
请参阅图3，图3是本申请一个实施例提供的一种基于焊接变形预测的轨迹规划的设备组成图，所述设备包括：
存储器31，其上存储有可执行程序；
处理器31，用于执行所述存储器31中的所述可执行程序，以实现上述实施例中任一项所述方法的步骤。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块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，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法，其特征在于，所述方法包括：
对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量，包括：
对待焊件进行数值模拟，得到数值模拟总变形量，所述数值模拟总变形量即为模拟的焊接变形量；
所述数值模拟总变形量为数值模拟横向变形量和数值模拟纵向变形量的矢量和，所述数值模拟总变形量的计算公式为：
Figure FDA0003858166700000011
其中，
Figure FDA0003858166700000012
表示数值模拟纵向固有变形量，
Figure FDA0003858166700000013
表示数值模拟横向固有变形量，
Figure FDA0003858166700000014
表示数值模拟总变形量，n表示路径点的个数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述纵向变形量的计算公式为：
Figure FDA0003858166700000015
其中，
Figure FDA0003858166700000016
表示数值模拟纵向固有变形量，
Figure FDA0003858166700000017
表示数值模拟沿焊缝方向纵向固有应变，h表示焊接接头的厚度。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述数值模拟横向变形量的计算公式为：
Figure FDA0003858166700000018
其中，
Figure FDA0003858166700000021
表示数值模拟横向固有变形量，
Figure FDA0003858166700000022
表示数值模拟垂直于焊缝的横向固有应变，h表示焊接接头的厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述实际的焊接变形量即为通过焊接实验，得到的实验测量总变形量；
所述实验测量总变形量的计算公式为：
Figure FDA0003858166700000023
其中，v′n表示实验测量总变形量，n表示路径点个数，
Figure FDA0003858166700000024
表示实验测量纵向固有变形量，
Figure FDA0003858166700000025
表示实验测量横向固有变形量。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，计算所述实验测量纵向固有变形量，包括：
通过实验测量的焊件的宽度与实验测量的沿焊缝方向纵向固有应变进行乘积运算，得到实验测量纵向固有变形量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接变形前馈量包括:焊接变形总前馈量和焊接变形节点前馈量；
计算所述焊接变形节点前馈量，包括：通过所述实验测量总变形量和所述数值模拟总变形量进行平方运算，得到所述焊接变形节点前馈量；
计算所述焊接变形总前馈量，包括：基于所述焊接变形节点前馈量，通过计算指定所述数值模拟次数和实验次数下的所述焊接变形节点前馈量的总和，得到所述焊接变形总前馈量。
8.根据权利要求1所述的方法，所述基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果，包括：
基于所述焊接变形前馈量，对基础路径进行纠偏，得到目标路径点的位置偏移量，标定一系列等距间隔目标路径点的空间坐标，利用高次多项式插值的方式得到位移、速度、加速度光滑曲线，进行逆运动学求解得到各个关节运动角度变化量输入到机器人控制器中使机器人末端沿着前馈修正路径行进，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
9.一种基于焊接变形预测的轨迹规划的装置，其特征在于，所述装置包括：
数值模拟模块，用于对待焊件进行数值模拟，得到模拟的焊接变形量；
前馈量获取模块,用于将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比，得到焊接变形前馈量；
焊接变形轨迹预测模块，用于基于得到的焊接变形前馈量，通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值，得到焊接变形预测前馈的轨迹规划的结果。
10.一种基于焊接变形预测的轨迹规划的设备，其特征在于，所述设备包括：
存储器，其上存储有可执行程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1-8中任一项所述方法的步骤。
CN202211155253.7A 2022-09-22 2022-09-22 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备 Pending CN115488887A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211155253.7A CN115488887A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211155253.7A CN115488887A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115488887A true CN115488887A (zh) 2022-12-20

Family

ID=84470552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211155253.7A Pending CN115488887A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115488887A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115805381A (zh) * 2023-01-03 2023-03-17 中国原子能科学研究院 焊接变形预测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115805381A (zh) * 2023-01-03 2023-03-17 中国原子能科学研究院 焊接变形预测方法
CN115805381B (zh) * 2023-01-03 2024-03-22 中国原子能科学研究院 焊接变形预测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109226937B (zh) 一种工业机器人空间相贯曲线焊接离线编程方法
CN102458779B (zh) 机械手校正装置及其方法
Montevecchi et al. Finite element modelling of wire-arc-additive-manufacturing process
Kolahan et al. A new approach for predicting and optimizing weld bead geometry in GMAW
Ratchev et al. An advanced FEA based force induced error compensation strategy in milling
CN102785166B (zh) 一种基于运动学变换的数控砂轮磨削加工方法
CN106826834B (zh) 一种机器人焊接自动寻位方法
JP2019081230A (ja) 教示点又は教示線の位置ずれを警告又は修正するロボット教示装置
CN115488887A (zh) 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、装置及设备
CN106312299A (zh) 航空发动机支架激光喷丸校形形状精度在线控制的方法与装置
Sundararaman et al. Design and optimization of machining fixture layout for end-milling operation
CN110153582B (zh) 焊接方案生成方法、装置以及焊接系统
CN115026815A (zh) 一种空间轮廓轨迹的加工路径优化方法
CN115008476A (zh) 基于等效运动学模型的机器人标定方法及设备
CN105116840B (zh) 一种空间曲线一次插补缓变误差补偿方法
Shen et al. Wire and arc additive remanufacturing of hot-forging dies: a preliminary study
CN112720480B (zh) 一种基于分级误差的机器人轨迹修正方法及系统
WO2024018736A1 (ja) ロボットの制御方法、およびロボットの制御装置
CN110154043A (zh) 基于加工结果进行学习控制的机器人系统及其控制方法
Mu et al. MIMO model predictive control of bead geometry in wire arc additive manufacturing
CN109759684B (zh) 协助机器人自动化弧焊的车身辅助夹紧方法
CN109397293B (zh) 一种基于移动机器人的地面水平误差建模及补偿方法
Li et al. Fixture configuration design for sheet metal assembly with laser welding: a case study
CN112809130B (zh) 一种智能焊缝检测和轨迹规划方法及系统
CN112257252A (zh) 一种仿真分析机床空间误差对工件加工精度影响的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination