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专利号: 2020102541712
申请人: 邵阳学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,方法应用于焊接机械臂上,其对应的焊接机械臂应当包括:通过程序控制、具有若干活动关节的焊接机械臂体;

设置于焊接机械臂末端的稳定架,稳定架与焊接机械臂固连,并具有X轴、Y轴、Z轴上进行位置微调的调整自由度;

安装于稳定架上,并能随稳定架进行位置微调的焊枪;

以及控制单元和若干位置检测单元;

方法包括以下步骤:

S1、对预设的焊接机械臂焊枪的空间运动轨迹在空间坐标系内进行等长度切割处理,其对应的等长运动轨迹的长度L为预设长度,分别记录起始点的坐标为A0(0、0、0)以及每个切断点的坐标为An(x、y、z),其中,n为整数,对应自起始位置开始的第n个切断点;

S2、在空间坐标系内进行区域段建模,每个区域段建模时连接坐标点Ai以及Ai-1,i为大于1的整数,然后以线段AiAi-1的长度方向为轴向虚拟出空心管,空心管以最小的管径将坐标点Ai以及坐标点Ai-1内的焊接机械臂焊枪运动轨迹限制在空心管内;

S3、启动焊接机械臂,使得焊枪在焊接机械臂控制下沿预设的焊枪的空间运动轨迹运动,在轨迹运动过程中利用位置检测单元在焊接机械臂的运行周期内连续采样焊枪的坐标位置,并保存到数据队列中,保证在每个区域段内至少有三个数据监测点,且焊枪在经过相邻的数据监测点之间的时间周期恒定为t,记录相应的数据监测点的位置的坐标为Bn(x、y、z);

比较Bn(x、y、z)与对应区域段上虚拟出来的空心管的位置关系:

若Bn(x、y、z)位于对应区域段上虚拟出来的空心管内侧,则不做处理;

若Bn(x、y、z)位于对应区域段上虚拟出来的空心管外侧,则进行坐标自动修正,进行修正时按照修正方向为对应区域段上虚拟出来的空心管的径向,修正的距离为并通过稳定架进行修正,其中,R为对应区域段上虚拟出来的空心管的半径,而T为焊枪经过该区域段的总时长,d为对应的数据检测点与虚拟出来的空心管之间的最短间距;

S4、在焊接机械臂运行的过程中,连续更新Bn(x、y、z)的终端数据队列并进行连续修正同步,直至焊接机械臂上的焊枪完成空间运动轨迹的行进,并回退初始位置。

2.根据权利要求1所述的焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,所述控制单元选择PC或者PLC或者DCS作为工业控制设备。

3.根据权利要求1所述的焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,当数据监测点的Bn(x、y、z)与对应区域段上虚拟出来的空心管的最短距离大于设定值D时,判定焊接机械臂错位,强制焊接机械臂停机,并发出警报。

4.根据权利要求1所述的焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,虚拟出来的所述空心管内径与坐标点Ai以及坐标点Ai-1内的焊接机械臂焊枪运动轨迹的最大外径之间留有3~5mm的余量。

5.根据权利要求1所述的焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,焊枪在经过相邻的数据监测点之间的时间周期t的范围为0.2S~1S。

6.根据权利要求1所述的焊接机械臂的焊接自动控制方法,其特征在于,所述焊接机械臂在焊枪后部利用超声波对已焊部位进行检测,当焊接位置不符合要求时,通过焊接机械臂控制回退至初始位置的焊枪对对应已焊部位进行补焊。

7.一种可读存储介质,其特征在于,所述存储介质内存储有可运行权利要求1所述自动控制方法的运行软件,所述运行软件能应用于焊接机械臂的嵌入式处理器中对焊接机械臂进行控制。