CN115837676A - 一种无轨转运平台的轨迹规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢结构焊接领域，尤其涉及一种无轨转运平台的轨迹规划方法；可为自动化生产钢格栅拱架的平台提供对应的运行轨迹。无轨转运平台的轨迹规划方法包括：获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点位置。规划所述无轨转运平台的第一路径，所述无轨转运平台运行至所述第一路径末端时，所述圆心与所述焊接点之间的距离与所述钢筋对应的弧形半径相同。规划所述无轨转运平台的第二路径，所述无轨转运平台被配置为沿所述第二路径运行时，所述钢筋上的各点均经过所述焊接点。

Description

一种无轨转运平台的轨迹规划方法

技术领域

本发明属于钢结构焊接领域，尤其涉及一种无轨转运平台的轨迹规划方法。

背景技术

钢格栅拱架是一种弧形钢结构，一种钢格栅拱架可以包括多跟平行的弯曲主件和焊接至多跟弯曲主件之间的连接件，弯曲主件可以是钢筋，连接件可以是由小公称直径制成的特定形式零件，如俗称的“8”字筋。

当前的弯曲主件是通过外形确定的模具将钢筋弹性弯曲，也就是说，对于不同弧度要求的弯曲主件需要一种对应的加工模具，之后焊接人员再将多个连接件与对应的弯曲主件进行焊接。

上述方式生成速度慢、生产质量参差不齐，而且一旦钢格栅拱架的规格改变，则需要新的的加工模具，造成产品更新换代慢，产品的生产成本高。

为此，提出一种钢格栅拱架自动化的生产线，该生产线包括能够将弯曲主件固定于加工平台上，然后加工平台自主运行至焊接位置处进行弯曲主件和连接件焊接作业。目前，缺失加工平台自主运行至焊接位置处的轨迹规划的方法。

发明内容

为克服上述相关技术中的缺陷，本发明提供一种无轨转运平台的轨迹规划方法，可为自动化生产钢格栅拱架的平台提供对应的运行轨迹。

为实现上述技术目的，本发明提供一种无轨转运平台的轨迹规划方法。一种无轨转运平台的轨迹规划方法，所述无轨转运平台包括水平设置于上部的钢筋，所述钢筋为弧形，所述无轨转运平台一侧设置有焊接点，所述焊接点与所述钢筋设置于同一平面，所述无轨转运平台被配置为驱动所述钢筋经过所述焊接点。

所述无轨转运平台的轨迹规划方法包括：获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点位置。规划所述无轨转运平台的第一路径，所述无轨转运平台运行至所述第一路径末端时，所述圆心与所述焊接点之间的距离与所述钢筋对应的弧形半径相同。规划所述无轨转运平台的第二路径，所述无轨转运平台被配置为沿所述第二路径运行时，所述钢筋上的各点均经过所述焊接点。

优选地，所述获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点位置的方法包括：在所述无轨转运平台的工作区域内建立平面坐标系，并获取所述焊接点的位置坐标。获取所述钢筋的弧形半径。获取所述无轨转运平台的位置坐标，并通过所述钢筋设置于所述无轨转运平台上的位置，获取所述钢筋的圆心的第一位置坐标。

优选地，所述规划所述无轨转运平台的第一路径的方法包括：获取所述圆心的第二位置坐标，所述第二位置坐标位于以所述焊接点为中心，且与所述钢筋相同半径的圆形轨迹上。获取所述无轨转运平台的中心点的坐标，并在所述中心点与所述圆心之间建立第一向量。建立经过所述第二位置坐标的第二向量，所述第一向量与所述第二向量相同，且所述圆心为第一向量的起点，所述第二位置坐标为第二向量的起点，建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量终点的运行路径。

或者，所述圆心为第一向量的终点，所述第二位置坐标为第二向量的终点，建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量起点的运行路径。

优选地，所述规划所述无轨转运平台的第二路径的方法包括：以所述第二位置坐标为中心、以所述钢筋半径的长度为半径建立待运行轨迹。获取所述钢筋远离所述焊接点的一端的坐标。获取所述钢筋远离所述焊接点的一端至所述焊接点之间的所述待运行轨迹为第二路径。

优选地，所述无轨转运平台的轨迹规划方法还包括规划所述无轨转运平台的第三路径。所述无轨转运平台通过所述第三路径，自所述第二路径的末端运转至所述第一路径的起点。

本发明的有益效果在于：

第一、本发明可以为无轨转运平台的运行轨迹进行规划，可以适应多种规格的钢筋生产要求，也就是说，当钢筋的长度、折弯弧度发生变化后，无轨转运平台可以相应地调整运行轨迹，以适应不同规格产品的生产要求。

第二、本发明可以为钢格栅拱架的自动化生产提供基础，可以实现现场作业时，工作人员将对应参数输入设备即可自动作业的要求，具有操作简单、生产效率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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它的附图。

图1为本发明的钢格栅拱架自动化生产线结构图；

图2为本发明的第一路径和第二路径的轨迹图；

图3为本发明的第一路径的一种轨迹图；

图4为本发明的第一路径的另一种轨迹图；

图5为本发明的第二路径的一种轨迹图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在一些相关技术中，本发明的一些实施例提供一种钢格栅拱架自动化生产线，如图1所示，所述的钢格栅拱架自动化生产线包括：无轨转运平台1、焊接机器人2和抓手机器人3。其中，无轨转运平台1包括工作平台，所述工作平台上设置有夹块。焊接机器人2固定于所述无轨转运平台1的一侧。抓手机器人3固定于所述焊接机器人2的一侧。至少两个夹块之间设置有多根弯曲的钢筋，所述无轨转运平台1被配置为：根据所述弯曲的钢筋的形状规划对应的运行轨迹L，使所述多根弯曲的钢筋上的任一点均经过所述焊接机器人2和所述抓手机器人3的正下方，抓手机器人3可以抓取连接件至对应位置处，焊接机器人2实现将弯曲的钢筋和连接件进行焊接。

根据无轨转运平台1的初始位置和固定于工作平台上钢筋的规格不同，无轨转运平台1运行至焊接机器人2和抓手机器人3的正下方的运行轨迹不同。另外，因为大部分作业需要在室内进行，因此不能依靠传统的卫星定位系统进行作业。

基于此，本发明的一些实施例提供一种无轨转运平台的轨迹规划方法。如图2所示，所述无轨转运平台1包括水平设置于上部的钢筋11，所述钢筋11为弧形，所述无轨转运平台1一侧设置有焊接点O，所述焊接点O与所述钢筋设置于同一平面，所述无轨转运平台1被配置为驱动所述钢筋经过所述焊接点O。

在一些示例中，焊接点O的正上方设置有焊接机器人和抓手机器人，可以理解的是，钢筋11为钢格栅拱架的弯曲主件，钢筋11需要经过焊接点O，焊接点O即为焊接机器人和抓手机器人的正下方，以实现对钢筋11和连接件的焊接工艺。

所述无轨转运平台的轨迹规划方法包括如下步骤：

S1、获取所述钢筋的圆心H相对于所述焊接点O位置。

S2、规划所述无轨转运平台1的第一路径A，所述无轨转运平台1运行至所述第一路径A末端时，所述圆心与所述焊接点O之间的距离与所述钢筋对应的弧形半径相同。

S3、规划所述无轨转运平台1的第二路径B，所述无轨转运平台1被配置为沿所述第二路径B运行时，所述钢筋上的各点均经过所述焊接点O。

在一些示例中，根据钢筋的规格不同以及钢筋在无轨转运平台1的位置不同，当无轨转运平台1位于起始位置时，钢筋的圆心H的位置不确定。可以根据钢筋的弧度以及在无轨转运平台上的固定位置可以获取钢筋的圆心H的位置，其中，在本发明中，焊接点O的位置相对加工车间一般是固定不变的，因此可以通过焊接点O来表示钢筋的圆心H的位置。

一般地，无轨转运平台1与焊接点O之间距离较远，因此无轨转运平台1首先需要运行至焊接点O的附近，且无轨转运平台1继续运行时，可以使钢筋经过焊接点O。因为钢筋为弧形，为使钢筋上的任一点均可以经过焊接点O，即钢筋的运行轨迹可以是经过焊接点O，且半径与钢筋半径相同的多个圆形，可以理解的是，钢筋的多个运行轨迹的中心点可以组成以焊接点O为圆心，且半径与钢筋半径相同的圆形S。也就是说，无轨转运平台1自起始位置沿第一路径A运行结束后，钢筋的圆心应该位于圆形S上，便于接下来无轨转运平台1运行时确保钢筋上的任一点均经过焊接点O。其中，所述圆心与所述焊接点O之间的距离与所述钢筋对应的弧形半径相同，即钢筋的圆心应该位于圆形S上。

无人运转平台1完成第一路径A后，可以以当前钢筋的圆心所在位置为中心，以钢筋半径长度为半径做弧形运行，实现钢筋的任一点均经过焊接点O的目的，无人运转平台1运转钢筋自第一路径A之后至钢筋的任一点均经过焊接点O所运行的轨迹为第二路径B。

在一些实施例中，所述获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点O位置的方法包括：

S11、在所述无轨转运平台1的工作区域内建立平面坐标系，并获取所述焊接点O的位置坐标。

S12、获取所述钢筋的弧形半径。

S13、获取所述无轨转运平台1的位置坐标，并通过所述钢筋设置于所述无轨转运平台1上的位置，获取所述钢筋的圆心的第一位置坐标。

在一些示例中，在所述无轨转运平台1的工作区域内建立平面坐标系，可以以焊接点O为坐标原点，东西方向为X轴，南北方向为Y轴，便于后期数据采集和计算处理。

无轨转运平台1上可以设置二维码定位系统，用于测定无轨转运平台1的具体位置。钢筋的弧形半径是设计参数，可以直接获取。无轨转运平台1上的夹块同样具有水平定位系统，钢筋固定于无轨转运平台1后通过设备反馈的钢筋位置参数或者人工测量的钢筋位置参数，结合钢筋的半径以及无人转运平台1的位置，可以知道钢筋的圆心在平面坐标系内的位置。

在一些实施例中，如图3所示，所述规划所述无轨转运平台1的第一路径A的方法包括：

S21、获取与所述圆心F相对的第二位置坐标H，所述第二位置坐标H位于以所述焊接点O为中心，且与所述钢筋相同半径的圆形轨迹上。

S22、获取所述无轨转运平台的中心点T的坐标，并在所述中心点T与所述圆心F之间建立第一向量

。

S23、建立经过所述第二位置坐标的第二向量

，所述第一向量/>

与所述第二向量/>

相同，且所述圆心为第一向量/>

的起点，所述第二位置坐标为第二向量/>

的起点。

S24、建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量

终点的运行路径。

在一些示例中，无轨转运平台1需要将钢筋沿第一路径运行，使钢筋的圆心F处于圆形S上，因为钢筋的圆心F大部分情况下远离无轨转运平台1，即钢筋的圆心F的运行轨迹与无轨转运平台1不重叠，因此还需要建立无轨转运平台1的运行轨迹。因为钢筋的圆心F相对无轨转运平台1的位置不变，即无轨转运平台1上任一点的运行轨迹与钢筋的圆心F的运行轨迹相同，例如无轨转运平台1的中心点T的运行轨迹与钢筋的圆心F的运行轨迹相同，如此便于无轨转运平台1根据此运行轨迹来生成第一路径A。例如，通过相同的第一向量和第二向量实现将钢筋的圆心F的运行轨迹平移，使无轨转运平台1的中心点T获取运行轨迹。

需要说明的是，无轨转运平台1的中心点T的运行轨迹与第一路径A不完全重叠，但是，无轨转运平台1例如可以是AGV小车，根据无轨转运平台1的中心点T的运行轨迹，当前的AGV小车可以自主生成运行路径，即第一路径，AGV小车自主生成运行路径属于现有技术，在此不做赘述。

在另一些实施例中，如图4所示，所述规划所述无轨转运平台1的第一路径A的方法包括：

S21’、获取与所述圆心F相对的第二位置坐标，所述第二位置坐标H位于以所述焊接点O为中心，且与所述钢筋相同半径的圆形轨迹上。

S22’、获取所述无轨转运平台的中心点T的坐标，并在所述中心点T与所述圆心F之间建立第一向量

。

S23’、建立经过所述第二位置坐标的第二向量，所述第一向量

与所述第二向量

相同，且所述圆心为第一向量/>

的终点，所述第二位置坐标为第二向量/>

的终点。

S24’、建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量

起点的运行路径。

在本实施例中，与上述实施例相比仅在于第一向量

和第二向量/>

的方向相反，本实施例所述的无轨转运平台1的第一路径A的方法与上述实施例的过程和效果一致，在此不做赘述。

在一些实施例中，如图5所示，所述规划所述无轨转运平台的第二路径的方法包括：

S31、以所述第二位置坐标H为中心、以所述钢筋半径的长度为半径建立待运行轨迹R。

S32、获取所述钢筋远离所述焊接点O的一端的坐标。

S33、获取所述钢筋远离所述焊接点O的一端至所述焊接点O之间的所述待运行轨迹R为第二路径B。

在一些示例中，钢筋为弧形，为使钢筋任一点经过焊接点O，即使钢筋沿着第二位置坐标H为中心，且以钢筋半径长度为半径的弧形轨迹运行即可，第二位置坐标H为中心，且以钢筋半径长度为半径的弧形轨迹为待运行轨迹R。

无轨转运平台通过转运钢筋，使钢筋靠近焊接点O的一端首先经过焊接点O，直至钢筋远离焊接点O的一端经过焊接点O为止，钢筋的运行轨迹为待运行轨迹R的一部分，例如为钢筋远离所述焊接点O的一端至所述焊接点O之间的所述待运行轨迹R。钢筋的运行轨迹为第二路径B，无轨转运平台可以根据第二路径B生产对应的运行路径。

在一些实施例中，所述无轨转运平台的轨迹规划方法除上述步骤S1至步骤S3，还包括步骤S4。

S4、规划所述无轨转运平台的第三路径。所述无轨转运平台通过所述第三路径，自所述第二路径的末端运转至所述第一路径的起点。

步骤S4可以使无轨转运平台完成焊接作业后返回起始位置，以便进行下一次作业。

可以理解的是，焊接点O可以是一定范围内的圆形区域，在所述圆形区域，焊接机器人和抓手机器人可以在圆形区域内进行位置微调。也就是说，钢筋进入圆形区域就可以认定钢筋经过焊接点O。

在本说明书的描述中，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。

以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种无轨转运平台的轨迹规划方法，其特征在于，所述无轨转运平台包括水平设置于上部的钢筋，所述钢筋为弧形，所述无轨转运平台一侧设置有焊接点，所述焊接点与所述钢筋设置于同一平面，所述无轨转运平台被配置为驱动所述钢筋经过所述焊接点；

所述无轨转运平台的轨迹规划方法包括：

获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点位置；

规划所述无轨转运平台的第一路径，所述无轨转运平台运行至所述第一路径末端时，所述圆心与所述焊接点之间的距离与所述钢筋对应的弧形半径相同；

规划所述无轨转运平台的第二路径，所述无轨转运平台被配置为沿所述第二路径运行时，所述钢筋上的各点均经过所述焊接点。

2.根据权利要求1所述的一种无轨转运平台的轨迹规划方法，其特征在于，所述获取所述钢筋的圆心相对于所述焊接点位置的方法包括：

在所述无轨转运平台的工作区域内建立平面坐标系，并获取所述焊接点的位置坐标；

获取所述钢筋的弧形半径；

获取所述无轨转运平台的位置坐标，并通过所述钢筋设置于所述无轨转运平台上的位置，获取所述钢筋的圆心的第一位置坐标。

3.根据权利要求2所述的一种无轨转运平台的轨迹规划方法，其特征在于，所述规划所述无轨转运平台的第一路径的方法包括：

获取所述圆心的第二位置坐标，所述第二位置坐标位于以所述焊接点为中心，且与所述钢筋相同半径的圆形轨迹上；

获取所述无轨转运平台的中心点的坐标，并在所述中心点与所述圆心之间建立第一向量；

建立经过所述第二位置坐标的第二向量，所述第一向量与所述第二向量相同，且所述圆心为第一向量的起点，所述第二位置坐标为第二向量的起点，建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量终点的运行路径；

或者，所述圆心为第一向量的终点，所述第二位置坐标为第二向量的终点，建立自所述无轨转运平台的中心点至所述第二向量起点的运行路径。

4.根据权利要求3所述的一种无轨转运平台的轨迹规划方法，其特征在于，所述规划所述无轨转运平台的第二路径的方法包括：

以所述第二位置坐标为中心、以所述钢筋半径的长度为半径建立待运行轨迹；

获取所述钢筋远离所述焊接点的一端的坐标；

获取所述钢筋远离所述焊接点的一端至所述焊接点之间的所述待运行轨迹为第二路径。

5.根据权利要求4所述的一种无轨转运平台的轨迹规划方法，其特征在于，所述无轨转运平台的轨迹规划方法还包括规划所述无轨转运平台的第三路径；

所述无轨转运平台通过所述第三路径，自所述第二路径的末端运转至所述第一路径的起点。

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