协同焊接控制方法、设备、系统及存储介质与流程

本技术涉及焊接机器人，尤其涉及一种协同焊接控制方法、设备、系统及存储介质。

背景技术：

1、在自动化焊接应用中，变位机是一种可控制工件位置和方向的装置，通过控制工件旋转和翻转等方式，使得焊接机器人能够在不同的焊接位置和角度进行工作。焊接机器人搭配变位机进行焊接，可以有效提高焊接机器人的灵活性和适应性。

2、但在焊接机器人搭配变位机进行焊接的激光焊缝跟踪技术中，往往需要变位机转动到位后保持不动再进行激光焊缝跟踪与焊接，导致焊接机器人与变位机并未有效进行协同运动，无法实现真正的协同焊接，会大大降低焊接机器人的灵活性和适应性。

技术实现思路

1、本技术的主要目的在于：提供一种协同焊接控制方法、设备、系统及存储介质，旨在解决相关技术中焊接机器人与变位机无法实现有效协同焊接，导致降低焊接机器人灵活性和适应性的技术问题。

2、为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种协同焊接控制方法，应用于包括焊接机器人与变位机的协同焊接系统，焊接机器人包括机械臂以及设置于机械臂末端的焊枪，变位机包括用于放置待焊接工件的工作台；该方法包括：

4、检测待焊接工件上目标待焊点的实时位置，得到待焊点位置信息；

5、根据待焊点位置信息为目标待焊点分配变位机角度，得到目标变位机角度；

6、根据焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系、待焊点位置信息和目标变位机角度确定目标待焊点对应的焊枪末端点的位置矢量和姿态信息，得到目标位置信息；

7、根据目标位置信息控制焊枪和变位机运动，以进行协同焊接。

8、可选地，上述协同焊接控制方法中，根据焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系、待焊点位置信息和目标变位机角度确定待焊点对应的焊枪末端点的位置矢量和姿态信息，得到目标位置信息的步骤之前，方法还包括：

9、基于焊枪末端点在机器人基坐标系下的位置矢量与待焊接工件上待焊点在机器人基坐标系下的位置矢量相对应，建立焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系。

10、可选地，上述协同焊接控制方法中，焊枪上设置有激光传感器，待焊点位置信息包括工作台坐标系下的待焊点位置矢量；检测待焊接工件上目标待焊点的实时位置，得到待焊点位置信息的步骤包括：

11、通过激光传感器检测待焊接工件上目标待焊点的实时位置，得到激光传感器坐标系下目标待焊点的实时位置矢量；

12、基于待焊点在激光传感器坐标系与工作台坐标系下的齐次变换关系，将激光传感器坐标系下目标待焊点的实时位置矢量转换为工作台坐标系中的位置矢量，得到工作台坐标系下的待焊点位置矢量。

13、可选地，上述协同焊接控制方法中，基于待焊点在激光传感器坐标系与工作台坐标系下的齐次变换关系，将激光传感器坐标系下目标待焊点的实时位置矢量转换为工作台坐标系中的位置矢量，得到工作台坐标系下的待焊点位置矢量的步骤之前，方法还包括：

14、根据待焊接工件上待焊点在激光传感器坐标系下的位置矢量与激光传感器坐标系相对于焊枪坐标系的变换矩阵的乘积，得到待焊点在焊枪坐标系下的位置矢量；

15、基于待焊点在焊枪坐标系下的位置矢量与焊枪末端点在焊枪坐标系下的位置矢量相对应，建立待焊点在激光传感器坐标系与工作台坐标系下的齐次变换关系。

16、可选地，上述协同焊接控制方法中，根据待焊点位置信息为目标待焊点分配变位机角度，得到目标变位机角度的步骤包括：

17、获取焊接机器人上示教点的示教位置信息；

18、根据示教位置信息确定机器人基坐标系下的示教点位置矢量；

19、将机器人基坐标系下的示教点位置矢量转换为工作台坐标系中的位置矢量，得到工作台坐标系下的示教点位置矢量；

20、根据工作台坐标系下的示教点位置矢量和工作台坐标系下的待焊点位置矢量为目标待焊点分配变位机角度，得到目标变位机角度。

21、可选地，上述协同焊接控制方法中，示教点包括示教起点和示教终点，示教位置信息包括示教起点的位置矢量和变位机角度及示教终点的位置矢量和变位机角度；

22、将机器人基坐标系下的示教点位置矢量转换为工作台坐标系中的位置矢量，得到工作台坐标系下的示教点位置矢量的步骤包括：

23、基于工作台坐标系相当于机器人基坐标系的变换关系，对示教起点的位置矢量和示教终点的位置矢量分别进行转换，得到工作台坐标系下的示教起点位置矢量和示教终点位置矢量；

24、根据工作台坐标系下的示教点位置矢量和工作台坐标系下的待焊点位置矢量为目标待焊点分配变位机角度，得到目标变位机角度的步骤包括：

25、根据示教起点位置矢量与示教终点位置矢量计算示教起点与示教终点之间的欧式距离；

26、根据工作台坐标系下的待焊点位置矢量与示教起点位置矢量计算目标待焊点与示教起点之间的欧式距离；

27、根据示教起点的变位机角度、示教终点的变位机角度、示教起点与示教终点之间的欧式距离以及目标待焊点与示教起点之间的欧式距离计算目标变位机角度。

28、可选地，上述协同焊接控制方法中，示教位置信息还包括示教起点的姿态信息和示教终点的姿态信息；

29、根据焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系、待焊点位置信息和目标变位机角度确定目标待焊点对应的焊枪末端点的位置矢量和姿态信息，得到目标位置信息的步骤包括：

30、根据目标变位机角度确定协同运动时工作台坐标系相对于机器人基坐标系的变换矩阵；

31、基于焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系，将协同运动时工作台坐标系相对于机器人基坐标系的变换矩阵与工作台坐标系下的待焊点位置矢量相乘，得到机器人基坐标系下目标待焊点对应的焊枪末端点的位置矢量；

32、根据示教起点的姿态信息、示教终点的姿态信息、示教起点与示教终点之间的欧式距离以及目标待焊点与示教起点之间的欧式距离计算机器人基坐标系下目标待焊点对应的焊枪末端点的姿态信息；

33、基于焊枪末端点的位置矢量、焊枪末端点的姿态信息和目标变位机角度，得到目标位置信息。

34、第二方面，本技术提供了一种协同焊接控制设备，该设备包括处理器和存储器，存储器中存储有协同焊接控制程序，该协同焊接控制程序被处理器执行时，实现如上述的协同焊接控制方法。

35、第三方面，本技术提供了一种协同焊接系统，该系统包括：

36、焊接机器人，焊接机器人包括机械臂以及设置于机械臂末端的焊枪，焊枪上设置有激光传感器；

37、变位机，变位机包括用于放置待焊接工件的工作台；

38、协同焊接控制设备，用于实现如上述的协同焊接控制方法。

39、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被一个或多个处理器执行时，实现如上述的协同焊接控制方法。

40、本技术提供的上述一个或多个技术方案，可以具有如下优点或至少实现了如下技术效果：

41、本技术提出的一种协同焊接控制方法、设备、系统及存储介质，通过检测待焊接工件上目标待焊点的实时位置，再为目标待焊点分配变位机角度，得到目标变位机角度，然后根据焊枪末端点与待焊点的齐次变换关系、待焊点位置信息和目标变位机角度确定目标待焊点对应的焊枪末端点的位置矢量和姿态信息，得到目标位置信息，最后根据目标位置信息控制焊枪和变位机运动，以进行协同焊接，实现基于激光焊缝跟踪的焊接机器人与变位机的协同工作；该方法中，实时检测的目标待焊点的位置来实时求解协同焊接过程中目标待焊点对应的焊枪末端点的位姿信息及目标待焊点对应的变位机角度，保证了检测数据的及时使用和目标位置信息的及时求解，当焊缝位置因变位机的运动发生变化时，焊枪可以根据焊缝上待焊点的位置实时运动、精准跟踪并及时进行焊接，实现了真正的协同焊接，提高了焊接机器人的灵活性和适应性，还可以提高焊接机器人的焊接效率和焊接质量。