采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種采用六軸工業(yè)機(jī)器人切割的加工設(shè)備及加工方法，具體涉及一種采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法，包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)包括工業(yè)機(jī)器人本體和機(jī)器人控制柜，工業(yè)機(jī)器人本體連接機(jī)器人控制柜，機(jī)器人控制柜的信號(hào)輸出端連接切割執(zhí)行工具控制器的信號(hào)輸入端，切割執(zhí)行工具控制器的控制輸出端連接切割執(zhí)行工具，切割執(zhí)行工具與工業(yè)機(jī)器人本體剛性連接。本發(fā)明高精度、高可靠性，穩(wěn)定性好，擴(kuò)展性好，能夠控制工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)相貫線帶坡口的一次性連續(xù)切割，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】
采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種采用六軸工業(yè)機(jī)器人切割的加工設(shè)備及加工方法，具體涉及一種采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的不斷成熟、完善以及各方面的產(chǎn)業(yè)需求提高，工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，工業(yè)機(jī)器人的諸多優(yōu)點(diǎn)也顯露出來(lái)并得到了肯定。然而，工業(yè)機(jī)器人在處理特殊曲線、曲面的作業(yè)中，例如相貫線切割，通過(guò)傳統(tǒng)的示教方式幾乎不可能達(dá)到理想的作業(yè)要求，原因在于工件具有表面復(fù)雜、多變、類似產(chǎn)品型號(hào)種類多等特點(diǎn)，為達(dá)到良好的加工處理效果，需要對(duì)工件盡可能多的位置實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)編程，往往一種類型工件的精準(zhǔn)位置編程、調(diào)試可能需要數(shù)天之久，費(fèi)時(shí)費(fèi)力且作業(yè)效果也不近人意。即使目前市面上有諸多的離線編程軟件可以自動(dòng)規(guī)劃路徑，但前提要對(duì)復(fù)雜曲線、曲面，例如相貫線進(jìn)行3D建模，建模本身就是一件費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，且需要用戶具備一定的專業(yè)性。市面上也有針對(duì)某一特定作業(yè)而制作的專機(jī)例如進(jìn)行相貫線切割的專機(jī)，但擴(kuò)展性差，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性不尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]根據(jù)以上現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明要解決的問(wèn)題是:提供一種高精度、高可靠性，穩(wěn)定性好，擴(kuò)展性好，能夠控制工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)相貫線帶坡口的一次性連續(xù)切割的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)包括工業(yè)機(jī)器人本體和機(jī)器人控制柜，工業(yè)機(jī)器人本體連接機(jī)器人控制柜，機(jī)器人控制柜的信號(hào)輸出端連接切割執(zhí)行工具控制器的信號(hào)輸入端，切割執(zhí)行工具控制器的控制輸出端連接切割執(zhí)行工具，切割執(zhí)行工具與工業(yè)機(jī)器人本體剛性連接。
[0006]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，將可執(zhí)行文件輸入到機(jī)器人控制柜，通過(guò)機(jī)器人控制柜控制工業(yè)機(jī)器人本體攜帶切割執(zhí)行工具進(jìn)行相貫線切割，準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好。剛性連接，目的是工業(yè)機(jī)器人本體可攜帶切割執(zhí)行工具按機(jī)器人控制柜的運(yùn)動(dòng)控制指令進(jìn)行動(dòng)作。
[0007]進(jìn)一步地優(yōu)選，切割執(zhí)行工具采用火焰切割器、等離子切割器、激光切割器、水刀切割器中的一種。可以根據(jù)所切割工件的類型和要求進(jìn)行選擇，使用靈活方便。
[0008]進(jìn)一步地優(yōu)選，機(jī)器人控制柜與切割執(zhí)行工具控制器通過(guò)I/O或總線通信方式連接。機(jī)器人控制柜向切割執(zhí)行工具控制器輸出作業(yè)指令的，如切割的通斷指令等。
[0009]進(jìn)一步地優(yōu)選，切割執(zhí)行工具與工業(yè)機(jī)器人本體之間通過(guò)與切割執(zhí)行工具相配合的工裝進(jìn)行連接。
[0010]—種采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，包括以下步驟:
[0011 ]步驟I)獲取路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息；
[0012]步驟2)將所獲取的信息提供給路徑規(guī)劃單元，進(jìn)行路徑規(guī)劃；
[0013]步驟3)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體的特性和步驟2)所規(guī)劃的路徑生成機(jī)器人可執(zhí)行文件；
[0014]步驟4)將機(jī)器人可執(zhí)行文件傳送至工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，工業(yè)機(jī)器人本體按照可執(zhí)行文件進(jìn)行切割作業(yè)，完成相貫線帶坡口切割。
[0015]優(yōu)選的:
[0016]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法的步驟I)中所述的路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息包括兩圓管相貫信息、切割執(zhí)行工具和工業(yè)機(jī)器人本體的相對(duì)位置信息、以及待切割工件和工業(yè)機(jī)器人本體的相對(duì)位置信息。兩圓管相貫，可以獲得兩管相貫的信息，比如主管管徑，支管管徑，傾角，偏移值。切割前需要確定并固定切割執(zhí)行工具同時(shí)需要固定待切割的工件，進(jìn)而有切割執(zhí)行工具和工件相對(duì)于工業(yè)機(jī)器人本體的位置信息，將這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)作為路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息。
[0017]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法的步驟2)中所述的路徑規(guī)劃包括以下步驟:
[0018]步驟I)根據(jù)路徑規(guī)劃所獲取的信息求相貫線方程；
[0019]步驟2)將求得的相貫線方程離散化處理取得作業(yè)點(diǎn)的坐標(biāo)，并在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)處取得相對(duì)應(yīng)的坡口向量；
[0020]步驟3)根據(jù)坐標(biāo)和坡口向量求機(jī)器人的笛卡爾空間的值，進(jìn)而獲得所有離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值；
[0021]步驟4)對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體進(jìn)行建模，根據(jù)離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值求對(duì)應(yīng)工業(yè)機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，獲得關(guān)節(jié)空間解；
[0022]步驟5)選取每個(gè)離散作業(yè)點(diǎn)的最優(yōu)逆解，根據(jù)逆解驅(qū)動(dòng)3D模型運(yùn)動(dòng)；
[0023]步驟6)判斷是否需要調(diào)節(jié)冗余角；若出現(xiàn)干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度出現(xiàn)時(shí)，需要調(diào)節(jié)冗余角，則根據(jù)出現(xiàn)的位置，對(duì)附近離散點(diǎn)的冗余自由度進(jìn)行干預(yù)調(diào)節(jié)并更新離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值，然后重復(fù)步驟4)_步驟6)直至問(wèn)題消失;若不需要調(diào)節(jié)冗余角或經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后不存在干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度的問(wèn)題，則進(jìn)行步驟7)；
[0024]步驟7)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體的特性和切割要求，指定運(yùn)動(dòng)速度，生成工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)的可執(zhí)行文件。
[0025]所述的冗余角是指六軸工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行切割這種只需要完成五個(gè)自由度的作業(yè)時(shí)而存在的一個(gè)冗余自由度，該冗余自由度所反應(yīng)在笛卡爾坐標(biāo)值中的角度值。所述的冗余角，要根據(jù)所作的工具坐標(biāo)系的方向確定冗余角，即笛卡爾坐標(biāo)值中的角度值中的某一個(gè)，然后通過(guò)冗余角出現(xiàn)的位置選取需要調(diào)節(jié)冗余角的離散作業(yè)點(diǎn)，更新離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值。
[0026]所述的每個(gè)作業(yè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坡口向量均存在對(duì)應(yīng)的坡口角度，坡口角度的確定采取方法為，每個(gè)作業(yè)點(diǎn)處存在兩管的切平面，兩切平面形成的二面角若小90度則取坡口角為二面角的一半，若大于90度則取坡口角為45度，根據(jù)坡口角度的不同，在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)存在相對(duì)應(yīng)的坡口向量。
[0027]所述的相貫線帶坡口切割采用火焰切割、等離子切割、激光切割、水刀切割中的一種。
[0028]本發(fā)明所具有的有益效果是:
[0029]1、本發(fā)明所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法采用工業(yè)機(jī)器人為主體作相貫線切割，僅提供相應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)值，仍采用機(jī)器人自身的軌跡規(guī)劃算法，具有尚精度、尚可靠性的優(yōu)點(diǎn)。
[0030]2、本發(fā)明所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法通過(guò)離線生成機(jī)器人所屬的編程語(yǔ)言，便與調(diào)試;能夠快速求解相貫線方程以及坡口向量并求解對(duì)應(yīng)的笛卡爾坐標(biāo)，對(duì)機(jī)器人進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，能夠求解逆解、選取逆解中的最優(yōu)解，能夠根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)可靠地模擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)過(guò)程;冗余角調(diào)節(jié)能夠?qū)ψ鳂I(yè)過(guò)程中出現(xiàn)的干涉、關(guān)節(jié)角度限位等問(wèn)題予以消除。
[0031]3、本發(fā)明所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置及方法通過(guò)實(shí)際應(yīng)用試驗(yàn)，可以應(yīng)用到工件相貫線帶坡口的切割作業(yè)中，且效果良好，一次性連續(xù)地完成切割，有效地解決了相貫線這種復(fù)雜曲線切割遇到的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明的作業(yè)方法流程圖；
[0034]圖3為本發(fā)明的路徑規(guī)劃與生成可執(zhí)行文件過(guò)程示意圖；
[0035]其中，1、工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)；2、工業(yè)機(jī)器人本體;3、機(jī)器人控制柜;4、切割執(zhí)行工具控制器;5、切割執(zhí)行工具；
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
[0037]如圖1所示，本發(fā)明所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)I，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)I包括工業(yè)機(jī)器人本體2和機(jī)器人控制柜3，工業(yè)機(jī)器人本體2連接機(jī)器人控制柜3，機(jī)器人控制柜3的信號(hào)輸出端連接切割執(zhí)行工具控制器4的信號(hào)輸入端，切割執(zhí)行工具控制器4的控制輸出端連接切割執(zhí)行工具5，切割執(zhí)行工具5與工業(yè)機(jī)器人本體2剛性連接。
[0038]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置切割執(zhí)行工具5接收切割執(zhí)行工具控制器4的控制信號(hào)實(shí)現(xiàn)各種控制功能。機(jī)器人控制柜3與切割執(zhí)行工具控制器4通過(guò)I/O或總線通信方式連接，主要向控制切割執(zhí)行工具控制器4輸出作業(yè)指令的，如切割的通斷指令等。工件在機(jī)器人作業(yè)范圍內(nèi)固定(一般采用這種放置方式:待切割工件(主管)位于機(jī)器人前方橫向放置)。為后續(xù)求解方便，需按要求標(biāo)定坐標(biāo)系(一般采用這種建立方式:一般要求工件坐標(biāo)系的X軸與母管的軸線垂直、水平向外，Z軸豎直向上;工具坐標(biāo)系的其中一個(gè)軸沿切割執(zhí)行工具的切割方向建立;機(jī)器人的世界坐標(biāo)系遵循機(jī)器人品牌固有的坐標(biāo)系)。
[0039]其中，切割執(zhí)行工具5采用火焰切割器、等離子切割器、激光切割器、水刀切割器中的一種，切割執(zhí)行工具5與工業(yè)機(jī)器人本體2之間通過(guò)與切割執(zhí)行工具5相配合的工裝進(jìn)行連接。機(jī)器人控制柜3與切割執(zhí)行工具控制器4通過(guò)I/O或總線通信方式連接。
[0040]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，包括以下步驟:
[0041]步驟I)獲取路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息;其中，兩圓管相貫，必然有兩管相貫的信息，比如主管管徑，支管管徑，傾角，偏移值;切割前需要確定并固定切割執(zhí)行工具及待切割的工件(主管)，進(jìn)而有切割執(zhí)行工具和工件(主管)相對(duì)于機(jī)器人的位置信息，(根據(jù)切割執(zhí)行工具坐標(biāo)系和工件(主管)坐標(biāo)系相對(duì)于工業(yè)機(jī)器人本體世界坐標(biāo)系的位置關(guān)系確定，以坐標(biāo)變換矩陣的形式表示)。
[0042]步驟2)將所獲取的信息提供給路徑規(guī)劃單元，離線進(jìn)行路徑規(guī)劃，路徑離散點(diǎn)以笛卡爾坐標(biāo)值的形式表示(以工業(yè)機(jī)器人本體世界坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，依次為X值、Y值、Z值及繞三個(gè)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角度值，旋轉(zhuǎn)角度的順序遵循各品牌機(jī)器人的順序)；
[0043]步驟3)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體2(包括品牌、型號(hào))的特性和步驟2)所規(guī)劃的路徑生成機(jī)器人可執(zhí)行文件(離線生成文件);
[0044]步驟4)將機(jī)器人可執(zhí)行文件傳送至工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)I，工業(yè)機(jī)器人本體2按照可執(zhí)行文件執(zhí)行切割作業(yè)，完成相貫線帶坡口切割。其中，所述的相貫線帶坡口切割采用火焰切割、等離子切割、激光切割、水刀切割中的一種。
[0045]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，步驟I)中所述的路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息包括兩圓管相貫信息、切割執(zhí)行工具5和工業(yè)機(jī)器人本體2的相對(duì)位置信息、以及待切割工件和工業(yè)機(jī)器人本體2的相對(duì)位置信息。
[0046]所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，步驟2)中所述的路徑規(guī)劃包括以下步驟:
[0047]步驟I)根據(jù)路徑規(guī)劃所獲取的信息求相貫線方程;根據(jù)相貫兩管的管徑、傾角、偏移量以及切割執(zhí)行工具位置、工件(主管)位置等這些數(shù)據(jù)，以工件(主管)坐標(biāo)系為基準(zhǔn)，計(jì)算相貫線方程；
[0048]步驟2)將求得的相貫線方程按精度要求進(jìn)行離散化處理得到若干作業(yè)點(diǎn)及其坐標(biāo)，同時(shí)在每一個(gè)作業(yè)點(diǎn)處存在兩管的切平面，兩切平面形成的二面角若小90度則取坡口角為二面角的一半，若大于90度則取坡口角為45度，根據(jù)坡口角度的不同，在每一點(diǎn)存在相對(duì)應(yīng)的坡口向量，可在工件坐標(biāo)系中將其表示出來(lái)。
[0049]步驟3)根據(jù)坐標(biāo)和坡口向量求機(jī)器人的笛卡爾空間的值，建立所有離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值；
[0050]根據(jù)作業(yè)點(diǎn)坐標(biāo)求基于工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)值，將求得的作業(yè)點(diǎn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到機(jī)器人世界坐標(biāo)系中即為笛卡爾坐標(biāo)值的X、Y、Z值;定義初始向量狀態(tài)為工件坐標(biāo)系Z軸方向，坡口向量作為終止?fàn)顟B(tài)，利用二者的變換關(guān)系確定笛卡爾坐標(biāo)值的三個(gè)角度值，需要指出的是其中一個(gè)角度值可為任意角度，此時(shí)將所有作業(yè)點(diǎn)的該值定為O度，該值即為前文提出的冗余角。
[0051]步驟4)對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體2建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，根據(jù)離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值求對(duì)應(yīng)工業(yè)機(jī)器人本體2的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，獲得關(guān)節(jié)空間解；
[0052]步驟5)選取每個(gè)離散作業(yè)點(diǎn)的最優(yōu)逆解，根據(jù)逆解驅(qū)動(dòng)3D模型運(yùn)動(dòng);采取與機(jī)器人一致的原則，選取每個(gè)作業(yè)點(diǎn)的最優(yōu)逆解；
[0053]步驟6)判斷是否需要調(diào)節(jié)冗余角；若出現(xiàn)干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度出現(xiàn)時(shí)，需要調(diào)節(jié)冗余角，則根據(jù)出現(xiàn)的位置，對(duì)附近離散點(diǎn)的冗余自由度進(jìn)行干預(yù)調(diào)節(jié)并更新離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值，然后重復(fù)步驟4)_步驟6)直至問(wèn)題消失;若不需要調(diào)節(jié)冗余角或經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后不存在干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度的問(wèn)題，則進(jìn)行步驟7)；
[0054]步驟7)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體2的特性和切割要求，指定運(yùn)動(dòng)速度，生成工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)I的可執(zhí)行文件。
[0055]所述的冗余角是指六軸工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行切割五個(gè)自由度作業(yè)時(shí)而存在的一個(gè)冗余自由度，該冗余自由度所反應(yīng)在笛卡爾坐標(biāo)值中的角度值。
[0056]本發(fā)明通過(guò)采用上述技術(shù)，得到了采用六軸工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)相貫線帶坡口切割的加工設(shè)備和加工方法，本發(fā)明可以通過(guò)調(diào)節(jié)冗余角使機(jī)器人一次性連續(xù)地完成切割，有效地解決了相貫線這種復(fù)雜曲線切割遇到的問(wèn)題，尤其還帶有坡口加工功能，采用機(jī)器人自身的路徑規(guī)劃算法使作業(yè)過(guò)程更準(zhǔn)確可靠，提高了作業(yè)品質(zhì)和效率，適用于工業(yè)加工應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，包括工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)(I)，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)(I)包括工業(yè)機(jī)器人本體(2)和機(jī)器人控制柜(3)，工業(yè)機(jī)器人本體(2)連接機(jī)器人控制柜(3)，其特征在于:機(jī)器人控制柜(3)的信號(hào)輸出端連接切割執(zhí)行工具控制器(4)的信號(hào)輸入端，切割執(zhí)行工具控制器(4)的控制輸出端連接切割執(zhí)行工具(5)，切割執(zhí)行工具(5)與工業(yè)機(jī)器人本體(2)剛性連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，其特征在于:所述的切割執(zhí)行工具(5)采用火焰切割器、等離子切割器、激光切割器、水刀切割器中的一種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，其特征在于:所述的機(jī)器人控制柜(3)與切割執(zhí)行工具控制器(4)通過(guò)I/O或總線通信方式連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置，其特征在于:所述的切割執(zhí)行工具(5)與工業(yè)機(jī)器人本體(2)之間通過(guò)與切割執(zhí)行工具(5)相配合的工裝進(jìn)行連接。5.—種如權(quán)利要求1所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟I)獲取路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息； 步驟2)將所獲取的信息提供給路徑規(guī)劃單元，進(jìn)行路徑規(guī)劃； 步驟3)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體(2)的特性和步驟2)所規(guī)劃的路徑生成機(jī)器人可執(zhí)行文件； 步驟4)將機(jī)器人可執(zhí)行文件傳送至工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)(I)，工業(yè)機(jī)器人本體(2)按照可執(zhí)行文件進(jìn)行切割作業(yè)，完成相貫線帶坡口切割。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:步驟I)中所述的路徑規(guī)劃所需要的相關(guān)信息包括兩圓管相貫信息、切割執(zhí)行工具(5)和工業(yè)機(jī)器人本體(2)的相對(duì)位置信息、以及待切割工件和工業(yè)機(jī)器人本體(2)的相對(duì)位置信息。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:步驟2)中所述的路徑規(guī)劃包括以下步驟: 步驟I)根據(jù)路徑規(guī)劃所獲取的信息求相貫線方程； 步驟2)將求得的相貫線方程離散化處理取得作業(yè)點(diǎn)的坐標(biāo)，并在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)處取得相對(duì)應(yīng)的坡口向量； 步驟3)根據(jù)坐標(biāo)和坡口向量求機(jī)器人的笛卡爾空間的值，進(jìn)而獲得所有離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值； 步驟4)對(duì)工業(yè)機(jī)器人本體(2)進(jìn)行建模，根據(jù)離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值求對(duì)應(yīng)工業(yè)機(jī)器人本體(2)的運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解，獲得關(guān)節(jié)空間解； 步驟5)選取每個(gè)離散作業(yè)點(diǎn)的最優(yōu)逆解，根據(jù)逆解驅(qū)動(dòng)3D模型運(yùn)動(dòng)； 步驟6)判斷是否需要調(diào)節(jié)冗余角；若出現(xiàn)干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度出現(xiàn)時(shí)，需要調(diào)節(jié)冗余角，則根據(jù)出現(xiàn)的位置，對(duì)附近離散點(diǎn)的冗余自由度進(jìn)行干預(yù)調(diào)節(jié)并更新離散作業(yè)點(diǎn)的笛卡爾坐標(biāo)值，然后重復(fù)步驟4)_步驟6)直至問(wèn)題消失;若不需要調(diào)節(jié)冗余角或經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后不存在干涉、關(guān)節(jié)角度超限或不利于作業(yè)的角度的問(wèn)題，則進(jìn)行步驟7); 步驟7)根據(jù)工業(yè)機(jī)器人本體(2)的特性和切割要求，指定運(yùn)動(dòng)速度，工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)(I)的可執(zhí)行文件。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:所述的冗余角是指六軸工業(yè)機(jī)器人執(zhí)行切割五個(gè)自由度作業(yè)時(shí)而存在的一個(gè)冗余自由度，該冗余自由度所反應(yīng)在笛卡爾坐標(biāo)值中的角度值。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:所述的每個(gè)作業(yè)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的坡口向量均存在對(duì)應(yīng)的坡口角度，坡口角度的確定采取方法為，每個(gè)作業(yè)點(diǎn)處存在兩管的切平面，兩切平面形成的二面角若小90度則取坡口角為二面角的一半，若大于90度則取坡口角為45度，根據(jù)坡口角度的不同，在每個(gè)作業(yè)點(diǎn)存在相對(duì)應(yīng)的坡口向量。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的采用六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行相貫線切割的加工裝置的加工方法，其特征在于:所述的相貫線帶坡口切割采用火焰切割、等離子切割、激光切割、水刀切割中的一種。
【文檔編號(hào)】B25J9/02GK105881521SQ201610366878
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】李衛(wèi)民, 高喜飛, 劉明, 胡令沖
【申請(qǐng)人】濟(jì)寧中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司