加速度、加加速度，W及由焊縫參數(shù)方 程計(jì)算得到的焊縫長(zhǎng)度，進(jìn)行S型曲線加減速運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，得到整個(gè)焊接過(guò)程的焊接速度方 程;依據(jù)速度和參數(shù)的遞推關(guān)系，焊縫曲線進(jìn)行離散化，得到一系列的插補(bǔ)點(diǎn)；根據(jù)焊接工 藝要求的插補(bǔ)點(diǎn)焊接姿態(tài)，求解傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，得到插補(bǔ)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的傾斜 軸轉(zhuǎn)角目7和旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)角目8;求解傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)正解得到插補(bǔ)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的焊槍末 端位置和姿態(tài);求解機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解得到機(jī)器人六個(gè)軸的轉(zhuǎn)角θ?，02，θ3，θ4，θ5，θ6 ;傾斜/ 旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)和焊接機(jī)器人協(xié)調(diào)同步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行焊接;在焊接過(guò)程中，激光傳感器掃描焊 縫，進(jìn)行實(shí)時(shí)焊縫跟蹤，補(bǔ)償由于焊接熱變形等因素造成的焊縫位置偏差。
[0036] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：
[0037] (1)本發(fā)明通過(guò)激光傳感器識(shí)別焊縫，并通過(guò)工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)算、處理，系統(tǒng)維護(hù) 方便，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和處理，能有效提高數(shù)據(jù)處理的效 率.
[0038] (2)本發(fā)明自動(dòng)化程度比較高，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫自動(dòng)識(shí)別，自動(dòng)焊接，焊縫自動(dòng)跟蹤， 大大提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0039] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例的激光識(shí)別焊縫8軸機(jī)器人空間曲線焊接系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2是激光識(shí)別焊縫8軸機(jī)器人空間曲線焊接方法流程示意圖。
[0041] 圖中所示為：1-1、固定底座；1-2、主動(dòng)側(cè)立板；1-3、從動(dòng)側(cè)立板；1-4、第一蝸輪蝸 桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；1-5、回轉(zhuǎn)支承；1-6、第二蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)； 1 -7、旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝座；1 -8、固定工件工作臺(tái)；2、工件;3、焊縫;4、激光傳感器;5、激光 傳感器固定元件;6、焊槍;7、焊槍固定元件;8、焊接機(jī)器人。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限 于此。
[0043] 實(shí)施例一
[0044] 如圖1所示，一種激光識(shí)別焊縫8軸機(jī)器人空間曲線焊接系統(tǒng)，包括用于固定工件 的傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)、激光傳感器4、激光傳感器固定元件5、焊槍6、焊槍固定元件7、焊 接機(jī)器人8,工件固定在所述傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)上，跟隨傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)做傾斜 和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，激光傳感器4安裝在激光傳感器固定元件5上，激光傳感器固定元件5裝夾 在焊槍6上，焊槍6安裝在焊槍固定元件7上，焊槍固定元件7安裝在焊接機(jī)器人8末端法蘭盤 上，激光傳感器4和焊槍6均可跟隨焊接機(jī)器人8末端運(yùn)動(dòng)。
[0045] 焊接機(jī)器人將激光傳感器帶至易于掃描工件空間曲線焊縫的位置，傾斜/旋轉(zhuǎn)兩 軸變位機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使工件空間曲線焊縫從起點(diǎn)到終點(diǎn)依次經(jīng)過(guò)激光傳感器激光掃描區(qū)，根 據(jù)掃描結(jié)果建立空間曲線焊縫參數(shù)方程，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃，控制焊接機(jī)器人和傾斜/旋轉(zhuǎn)兩 軸變位機(jī)完成同步協(xié)調(diào)焊接工作。
[0046] 具體而言，所述傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)包括固定底座1-1、可擺動(dòng)的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)及可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在固定底座1-1上，所述的 旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在所述傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，隨傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步擺動(dòng)。
[0047] 具體而言，所述的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相對(duì)地固定設(shè)置在所述固定底座1-1上的 主動(dòng)側(cè)立板1-2和從動(dòng)側(cè)立板1-3、固定設(shè)置在所述主動(dòng)側(cè)立板1-2上的交流伺服減速驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述從動(dòng)側(cè)立板1-3上的回轉(zhuǎn)支撐1-5、包括兩個(gè)腳座的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝 座1-7,兩個(gè)腳座分別連結(jié)在交流伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端和回轉(zhuǎn)支承1-5的外圈上，旋轉(zhuǎn)軸運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝座1-7能夠在交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，繞交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端 的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0048] 具體而言，所述的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定設(shè)置在所述 交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端上的固定工件工作臺(tái)1-8,所述的固定工件工作臺(tái)1-8在交流 伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，繞交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0049] 本實(shí)施例中，所述的交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī) 構(gòu)，包括固定設(shè)置在所述主動(dòng)側(cè)立板1-2上的第一蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1-4和 輸出端連接固定工件工作臺(tái)1-8的第二蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1-6,兩個(gè)蝸輪蝸 桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)、連接所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)輸入端的交流伺 服電機(jī)、連接所述蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)輸出端的轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝座1-7在交流伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)下，繞第一蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1-4的轉(zhuǎn)盤軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，固定工件工作臺(tái)1- 8在交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下繞第二蝸輪蝸桿及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)1-6的轉(zhuǎn)盤軸線轉(zhuǎn)動(dòng)， 從而帶動(dòng)工件2按預(yù)定軌跡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或擺動(dòng)。
[0050] 實(shí)施例二
[0051] -種激光識(shí)別焊縫8軸機(jī)器人空間曲線焊接系統(tǒng)，包括用于固定工件的傾斜/旋轉(zhuǎn) 兩軸變位機(jī)、激光傳感器4、激光傳感器固定元件5、焊槍6、焊槍固定元件7、焊接機(jī)器人8,工 件固定在所述傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)上，跟隨傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)做傾斜和/或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 激光傳感器4安裝在激光傳感器固定元件5上，激光傳感器固定元件5裝夾在焊槍6上，焊槍6 安裝在焊槍固定元件7上，焊槍固定元件7安裝在焊接機(jī)器人8末端法蘭盤上，激光傳感器4 和焊槍6均可跟隨焊接機(jī)器人8末端運(yùn)動(dòng)。
[0052] 焊接機(jī)器人將激光傳感器帶至易于掃描工件空間曲線焊縫的位置，傾斜/旋轉(zhuǎn)兩 軸變位機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)使工件空間曲線焊縫從起點(diǎn)到終點(diǎn)依次經(jīng)過(guò)激光傳感器激光掃描區(qū)，根 據(jù)掃描結(jié)果建立空間曲線焊縫參數(shù)方程，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)劃，控制焊接機(jī)器人和傾斜/旋轉(zhuǎn)兩 軸變位機(jī)完成同步協(xié)調(diào)焊接工作。
[0053] 具體而言，所述傾斜/旋轉(zhuǎn)兩軸變位機(jī)包括固定底座1-1、可擺動(dòng)的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī) 構(gòu)及可旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在固定底座1-1上，所述的 旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在所述傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，隨傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)同步擺動(dòng)。
[0054] 具體而言，所述的傾斜軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括相對(duì)地固定設(shè)置在所述固定底座1-1上的 主動(dòng)側(cè)立板1-2和從動(dòng)側(cè)立板1-3、固定設(shè)置在所述主動(dòng)側(cè)立板1-2上的交流伺服減速驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)、設(shè)置在所述從動(dòng)側(cè)立板1-3上的回轉(zhuǎn)支撐1-5、包括兩個(gè)腳座的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝 座1-7,兩個(gè)腳座分別連結(jié)在交流伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端和回轉(zhuǎn)支承1-5的外圈上，旋轉(zhuǎn)軸運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝座1-7能夠在交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，繞交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端 的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0055] 具體而言，所述的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、固定設(shè)置在所述 交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端上的固定工件工作臺(tái)1-8,所述的固定工件工作臺(tái)1-8在交流 伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下，繞交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出端的軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0056] 本實(shí)施例中，所述的交流伺服減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為諧波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)，包括固定設(shè)置在所述主動(dòng)側(cè)立板1-2上的第一諧波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 輸出端連接固定工件工作臺(tái)1-8的第二諧波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，諧波減速器 及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、承載大、精度高、傳動(dòng)效率高。兩個(gè)諧 波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均包括諧波減速器、連接所述諧波減速器輸入端的交流 伺服電機(jī)、連接所述諧波減速器輸出端的轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝座1-7在交流伺服電機(jī) 驅(qū)動(dòng)下，繞第一諧波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，固定工件工作臺(tái)1-8 在交流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下繞第二諧波減速器及交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)盤軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從 而帶動(dòng)工件2按預(yù)定軌跡進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或擺動(dòng)。
[0057] 上述實(shí)施例的各零部件可選型如下，但選型不限于此:焊接機(jī)器人8可選用其他同 類型的機(jī)器人;工件2可選用形狀規(guī)則的同類型工件。