(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210852872.5 (22)申请日 2022.07.19 (71)申请人 成都卡诺普机 器人技术股份有限公 司 地址 610000 四川省成 都市成华区华泰路 42号 (72)发明人 邓璨宇　迟浩强　 (74)专利代理 机构 成都市集智汇华知识产权代 理事务所(普通 合伙) 51237 专利代理师 李华 (51)Int.Cl. B23K 9/00(2006.01) B23K 9/12(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种摆弧焊 接方法及焊 接机器人 (57)摘要 本发明公开了一种摆弧焊接方法及焊接机 器人， 该方法包括： 获取摆弧参数， 所述摆弧参数 包括摆弧类型、 摆弧频率、 摆弧振幅； 生成摆弧坐 标系， 所述摆弧坐标系X轴方向为示教轨迹方向， 摆弧坐标系Z轴方向为世界坐标系的Z轴方向， 摆 弧坐标系Y轴方向由其Z轴和X轴方向叉乘而得； 计算摆弧坐标系下焊枪进行摆弧焊接的点位； 将 摆弧焊接的点位坐标转移到世界坐标系中； 通过 世界坐标系中的点位坐标控制焊枪运动进行摆 弧焊接。 本发 明在焊接机器人上实现复杂的摆弧 焊接， 通过各种类型的摆弧焊接， 适应各种不同 工况的焊 接需求， 提高焊 接质量。 权利要求书4页 说明书10页 附图7页 CN 114985868 A 2022.09.02 CN 114985868 A 1.一种摆弧焊接方法， 其特 征在于包括： 获取摆弧参数， 所述摆弧参数包括摆弧类型、 摆弧频率、 摆弧振幅； 生成摆弧坐标系， 所述摆弧坐标系X轴方向为示教轨迹方向， 摆弧坐标系Z轴方向为世 界坐标系的Z轴方向， 摆弧坐标系Y轴方向由其Z轴和X轴方向叉乘而得； 计算摆弧坐标系下焊枪进行摆弧焊接的点 位； 将摆弧焊接的点 位坐标转移到世界坐标系中； 通过世界坐标系中的点 位坐标控制焊枪 运动进行摆弧焊接 。 2.根据根据权利要求1所述的一种摆弧焊接方法， 其特征在于， 所述生成摆弧坐标系的 方法包括： 获得焊接 机器人当前插补周期所在的点 位P2以及上一个插补周期所在的点 位P1； 根据点位P1和点 位P2在世界坐标系中的位姿计算出摆弧坐标系的X轴方向； 将摆弧坐标系的X轴方向与点位P2在世界坐标系中的Z轴方向进行叉乘获得摆弧坐标 系的Y轴方向； 将摆弧坐标系的X轴方向与Y轴方向进行 叉乘获得摆弧坐标系的Z轴方向。 3.根据权利要求1所述的一种 摆弧焊接方法， 其特征在于， 所述计算摆弧坐标系下焊枪 进行摆弧焊接的点 位的方法包括： 根据摆弧参数将一个摆弧焊接周期内的摆弧焊接形状规划成若条干焊接路径； 焊枪在每个插补周期的运动形成一个摆弧焊接的点位， 计算每条路径内每个插补周期 焊枪需要在摆弧坐标系X轴方向和Y轴方向运动的距离； 根据上一个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期内焊枪需要在摆弧坐标系X轴方向 和Y轴方向运动的距离计算出下一个点位在摆弧坐标系 下的坐标， 直到计算出每条路径的 每个点位为止。 4.根据权利要求3所述的一种 摆弧焊接方法， 其特征在于， 在进行等边三角摆弧时计算 摆弧坐标系下焊枪进行摆弧焊接的点 位包括： 根据等边三角摆弧的频率A、 振幅F以及焊接机器人沿焊缝运动速度MoveSpeed计算焊 枪在进行摆弧焊接时的速度V， 所述振幅F为 等边三角形的边长； 将等边三角摆弧在一个摆弧焊接周期内的焊接形状等 边三角形规划为四条焊接路径； 分别计算每条路径中每 个点位在在摆弧坐标系坐标， 包括： 路径I为等边三角形底边的一半， 路径I中焊枪从原点出发向摆弧坐标系Y轴正方向需 要运动的距离为F/2； 每个插补周期T焊枪需要运动的距离disDiff＝T*V， 焊枪在摆弧坐标 系X轴方向运动的距离为0， 在摆弧坐标系Y轴方 向运动的距离为disY＝disDiff； 除起始点 位外， 根据上一个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期内焊枪需要在摆弧坐标系 X轴方 向和Y轴方向运动的距离计算出下一个点位在摆弧坐标系坐标； 路径I内运动总量disI＝ disI+disDif f， 重复计算路径I中的点 位坐标， 直到disI ＝F/2为止； 路径II为等边三角形的斜边， 路径II中焊枪从路径I的终点出发向摆弧坐标系的X轴需 要运动的距离为F； 每个插补周期T焊枪需要运动的距离disDiff＝T*V， 焊枪在 摆弧坐标系X 轴方向运动的距离为disX＝disDiff*sin60 °， 在摆弧坐标系Y轴方向运动的距离为disY＝ ‑ disDiff*cos60 °； 根据上一个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期内焊枪需要在摆弧坐 标系X轴方向和Y轴方向运动的距离计算出 下一个点 位在摆弧坐标系坐标；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114985868 A 2路径II内运动总量disII＝disII+ disDiff， 重复计算路径II中的点位坐标， 直到disII ＝F为止。 路径III为等边三角形的另一条斜边， 路径III中焊枪从路径II的终点出发向摆弧坐标 系Y轴负方向需要运动的距离为F； 每个插补周期T焊枪需要运动的距离disDiff＝T*V,焊枪 在摆弧坐标系X轴方向运动的距离为 disX＝‑disDiff*sin60 °， 在摆弧坐标系 Y轴方向运动 的距离为 disY＝‑disDiff*cos60 °； 根据上一个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期内 焊枪需要在摆弧坐标系 X轴方向和Y轴方向运动的距离计算出下一个点位在摆弧坐标系坐 标； 路径III内运动总量disIII＝disIII+disDiff， 重复计算路径II中的点位坐标， 直到 dissIII＝F为止。 路径IV为等边三角形的底边， 路径IV中焊枪从路径III的终点出发向摆弧坐标系Y轴正 方向需要运动的距离为F； 每个插补周期T焊枪需要运动的距离disDiff＝T*V， 焊枪在摆弧 坐标系X轴方向运动的距离为0， 在摆弧坐标系Y轴方向运动的距离为disY＝disDiff根据上 一个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期内焊枪需要在摆弧坐标系 X轴方向和Y轴 方向 运动的距离计算出下一个点位在摆弧坐标系坐标； 路径IV内运动总量disIV＝disIV+ disDiff， 重复计算路径IV中的点 位坐标， 直到disIV＝F为止； 重复路径I I、 路径III、 路径IV直到焊接 机器人运动到终点。 5.根据权利要求3所述的一种 摆弧焊接方法， 其特征在于， 在进行月牙摆弧时计算摆弧 坐标系下焊枪进行摆弧焊接的点 位包括： 根据月牙摆弧的频率A、 振幅F以及焊接机器人沿焊缝运动速度MoveSpeed计算焊枪在 进行摆弧焊接时是速度V； 所述振幅F为圆弧的半径； 将月牙摆弧在一个摆弧焊接周期内的焊接形状半圆 圆弧弧规划为 三条焊接路径； 分别计算每条路径中每 个点位在在摆弧坐标系坐标， 包括： 路径I为圆弧的半径， 路径I中焊枪从原点出发向摆弧坐标系Y轴正方向需要运动的距 离为F； 每个插补周期T焊枪需要运动的距离disDiff＝T*V， 焊枪在 摆弧坐标系X轴方向运动 的距离为0， 在摆弧坐标系Y轴方 向运动的距离为disY＝disDiff； 除起始点位外， 根据上一 个点位的摆弧坐标系坐标以及每个插周期 内焊枪需要在摆弧坐标系 X轴方向和Y轴方向运 动的距离计算出下一个点位在摆弧坐标系坐标； 路径I内运动总量disI＝disI +disDiff， 重 复计算路径I中的点 位坐标， 直到dis sI＝F为止； 路径II为从摆弧坐标系Y轴正方向到Y轴负方向的半圆弧， 路径II中焊枪从路径I的终 点出发向摆弧坐标系的Y轴正方向需要运动的距离为Fπ； 每个插补周期T焊枪需要运动的距 离disDiff＝T*V,， 焊枪在摆弧坐标系X轴方向运动的距离为disX＝F*sin(disDi ff/F)， 在 摆弧坐标系Y轴方向运动的距离为disY＝ ‑F*cos(disDiff/F)； 根据上一个点位的摆弧坐标 系坐标以及每个插周期 内焊枪需要在摆弧坐标系 X轴方向和Y轴方向运动的距离计算出下 一个点位在摆 弧坐标系坐标； 路径II内运动总量disII＝disII+disDiff， 重复计算路径II 中的点位坐标， 直到disI I＝Fπ 为止； 路径III为从摆弧坐标系Y轴负方向到Y轴正方向的半圆弧， 路径III中焊枪从路径II的 终点出发向摆弧坐标系的Y轴正方向需要运动的距离为Fπ； 每个插补周期T焊枪需要运动的 距离disDiff＝T*V,， 焊枪在摆弧坐标系X轴方向运动的距离为disX＝ ‑F*sin(disDiff/F)， 在摆弧坐标系 Y轴方向运动的距离为 disY＝F*cos(disDiff/F)； 根据上一个点位的摆 弧坐权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114985868 A 3