專利名稱：修正定位焊接機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
修正定位焊接機(jī)器人系統(tǒng)屬于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。
焊接機(jī)器人是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的機(jī)器人技術(shù)，尤其在汽車及工步機(jī)械等部門。在國際上，對焊接組件的每個工進(jìn)行詳細(xì)分類、精確定位，焊接生產(chǎn)線冗長，投資費用高。適用于大批量生產(chǎn)。國內(nèi)焊接機(jī)器人系統(tǒng)由于資金及現(xiàn)有設(shè)備等因素的影響，大多采用變位機(jī)夾具裝置，對于小型工件常把數(shù)十個零件由變位機(jī)夾具裝置集中定位夾緊，進(jìn)行焊接。對于大型工件則常由點焊進(jìn)行初焊，然后由變位機(jī)夾具裝置定位夾緊進(jìn)行整體焊接。由于焊接組件相對于焊接機(jī)器人的位置由機(jī)械夾具定位，不同的焊接組件需不同的夾具裝置，使焊接機(jī)器人生產(chǎn)線系統(tǒng)整體柔性降低。
本發(fā)明的目的在于提供一種方法，充分利用機(jī)器人本身的柔性，使焊接組件相對于機(jī)器人不必精確定位，簡化夾具甚至無需夾具，從而提高焊接機(jī)器人生產(chǎn)線系統(tǒng)整體柔性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明對焊接組件相對于焊接機(jī)器人的位置不作固定的定位。在再現(xiàn)焊接時，測量出焊接組件的位置，與示教時測量的焊接組件的位置相比較，由計算機(jī)計算出二者的坐標(biāo)變換關(guān)系，以此對示教軌跡修正，實現(xiàn)對焊接組件正確焊接。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，簡化了機(jī)械夾具，提高了焊接機(jī)器人系統(tǒng)的整體柔性。
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明
具體實施例方式為簡化分析不失一般性，假定焊接組件由兩平面零件組成，且焊接組件仍為一平面，這樣就可簡化為平面問題?，F(xiàn)假定兩零件已在焊縫 處相接合(點焊或由夾具定位)見附

圖1，這樣現(xiàn)在的問題是要確定焊縫軌跡 相對于焊接機(jī)器人的位置。
由數(shù)學(xué)知識知道，要確定一個平面在二維平面內(nèi)的位置，只需確定該平面上任意二點的位置即可，該二點在此稱為基準(zhǔn)點，顯然一旦基準(zhǔn)點的位置確定，那么該平面上的任意一點的位置也就確定了。
根據(jù)上述分析，為了實現(xiàn)焊接組件相對于焊接機(jī)器人無定位焊接，不失一般性，選取焊接組件的基準(zhǔn)點為A和B，在機(jī)器人示教時，測量出A、B二點在機(jī)器人工作空間中的位置，不失一般性，以A為原點，AB直線為X軸建立座標(biāo)系Xoy，見附圖1則A(0，0)，B(XB，O)；在實際焊接時，由于焊接組件相對于機(jī)器人不作定位，焊縫 和示教時位置 發(fā)生了位移，如直接根據(jù)示教軌跡進(jìn)行再現(xiàn)焊接，將會出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。但可以測量出此時基準(zhǔn)點A’、B’的位置(XA’，yA’)及(XB’，yB’則 相對于AB的平移量為XA’、yA’；回轉(zhuǎn)角α=arctg(yB′-yA′)(XB′-XA′)]]>則根據(jù)坐標(biāo)變換 上任意一點C(xC，yC)，在 上的對應(yīng)點C’的位置。
XC’＝XA’＋XCCOsa—yCSinayC’＝XA’＋XCSina＋yCCOsa由于C(XC，yC)在示教時已存入機(jī)器人計算機(jī)系統(tǒng)，這樣通過基準(zhǔn)點的測量換算得到坐標(biāo)變換關(guān)系，從而對示教軌跡在再現(xiàn)焊接時進(jìn)行正確修正，實現(xiàn)無定位焊接由于無需夾具定位，因此可以充分發(fā)揮機(jī)器人本身的柔性，甚至可以對不同類型的焊接組件進(jìn)行正確焊接上述對基準(zhǔn)點的測量可采用示教盒簡單測量，也可以采用攝像機(jī)測量系統(tǒng)實現(xiàn)自動測量，此時可選擇焊接組件的頂點為基準(zhǔn)點，也可以在焊接組件上采用涂色等工藝方法，便于攝像機(jī)測量系統(tǒng)對基準(zhǔn)點的識別。
上述分析是針對平面焊接組件討論的，其結(jié)論不難推廣到一般空間焊接組件，只是對于一個空間物體要確定其位置，需確定其不在一直線上的三點位置，即需選擇三個基準(zhǔn)點進(jìn)行測量，從而計算出相應(yīng)的修正量。
對基準(zhǔn)點可以多選取幾點，也可以選取基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)值處理，從而改善焊接組件的尺寸，形位誤差等因素的影響。
考慮到焊接組件具體結(jié)構(gòu)，在實際操作中，有時對焊接組件進(jìn)行一定的限位是合理的，甚至是必不可少的。
本發(fā)明自于對焊接組件實行修正定位，大大提高了焊接機(jī)器人系統(tǒng)的整體柔性。
權(quán)利要求
1.修正定位焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于焊接組件相對于機(jī)器人的位置不作固定定位，在再現(xiàn)焊接時，測量出焊接組件基準(zhǔn)點的位置，與示教時測量的焊接組件基準(zhǔn)點的位置相比較，計算出二者的坐標(biāo)變換關(guān)系，由此對示教軌跡進(jìn)行相應(yīng)修正，實現(xiàn)焊接組件的正確焊接。
2.如權(quán)利要求1所述的修正定位焊接機(jī)器人系統(tǒng)其特征在于運動軌跡或是采用示教方式，或是采用離線編程。
全文摘要
修正定位焊接機(jī)器人系統(tǒng)，對焊接組件不作固定定位，在再現(xiàn)焊接時，測量出焊接組件基準(zhǔn)點的位置，與機(jī)器人示教時測量的焊接組件基準(zhǔn)點的位置相比較，計算出二者的坐標(biāo)變換關(guān)系，由此對示教軌跡進(jìn)行相應(yīng)修正，實現(xiàn)焊接組件的自動修正定位。本發(fā)明特別適用于各零件已初始點焊的焊接組件。
文檔編號B25J9/00GK1117906SQ9411249
公開日1996年3月6日 申請日期1994年9月2日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月2日
發(fā)明者葉洪源 申請人:葉洪源