基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法，包括：預(yù)設(shè)工件上任意空間圓弧上的任意三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)值；根據(jù)三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與空間圓弧的坐標(biāo)系、空間圓弧對(duì)應(yīng)的空間圓的圓心、半徑；根據(jù)機(jī)器人在工件坐標(biāo)系下示教起始點(diǎn)的滾動(dòng)角、俯仰角以及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算得到機(jī)器人在工件坐標(biāo)系下的姿態(tài)矩陣；將姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換為空間圓弧坐標(biāo)系下的初始矩陣；根據(jù)空間圓弧對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角確定初始矩陣?yán)@空間圓弧坐標(biāo)系的Z軸的旋轉(zhuǎn)矩陣；根據(jù)初始矩陣以及旋轉(zhuǎn)矩陣確定機(jī)器人插補(bǔ)圓弧的目標(biāo)矩陣；將目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系下的插補(bǔ)矩陣；機(jī)器人根據(jù)插補(bǔ)矩陣進(jìn)行圓弧插補(bǔ)焊接空間圓弧。本發(fā)明操作方法簡(jiǎn)單，加工精度可控，加工效率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于示教機(jī)器人的空間圓 弧插補(bǔ)焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)機(jī)器人由IS08373[1]定義為自動(dòng)控制，可編程，多用途的具有三個(gè)以上可編 程軸的機(jī)器。機(jī)器人領(lǐng)域的工作為研究、設(shè)計(jì)和在制造中應(yīng)用機(jī)器人系統(tǒng)。典型的應(yīng)用包括 焊接機(jī)器人、噴漆，裝配，拾取和放置(如包裝、碼垛、SMT)，產(chǎn)品檢驗(yàn)和測(cè)試。機(jī)器人以高耐 力，高速度和高精度完成所有的工作。具有記憶再現(xiàn)功能的機(jī)器人。操作者預(yù)先進(jìn)行示教， 示教再現(xiàn)機(jī)器人記憶有關(guān)作業(yè)程序、位置及其他信息，然后按照再現(xiàn)指令，逐條取出解讀， 在一定精度范圍內(nèi)重復(fù)被示教的程序，完成工作任務(wù)。采用示教再現(xiàn)（te-aching/ playback)方式(簡(jiǎn)稱(chēng)T/P方式），可使機(jī)器人具有通用性和靈活性。示教有直接示教和間接 示教兩種方法。直接示教是操作人員使用插入機(jī)器人手臂內(nèi)的操作桿，按給定運(yùn)動(dòng)順序示 教動(dòng)作內(nèi)容，機(jī)器人自動(dòng)把順序、位置和時(shí)間等具體數(shù)值記錄在存儲(chǔ)器中。再現(xiàn)時(shí)，依次讀 出存儲(chǔ)的信息，重復(fù)示教的動(dòng)作過(guò)程。間接示教是采用示教盒(或稱(chēng)示教器)示教。操作者通 過(guò)示教盒按鍵操縱完成空間作業(yè)軌跡點(diǎn)及其有關(guān)速度等信息的示教，然后用操作盤(pán)對(duì)機(jī)器 人語(yǔ)言命令進(jìn)行用戶(hù)工作程序的編輯，并存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)區(qū)。再現(xiàn)時(shí)，機(jī)器人的計(jì)算機(jī)控制 系統(tǒng)自動(dòng)逐條取出示教命令與位置數(shù)據(jù)，進(jìn)行解讀、運(yùn)算并作出判斷，將各種控制信號(hào)送到 相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或端口，使機(jī)器人忠實(shí)地再現(xiàn)示教動(dòng)作。因此，T/P方式是用自動(dòng)化機(jī)械代 替人工作業(yè)的最直接的方法。教再現(xiàn)機(jī)器人主要用于汽車(chē)制造、機(jī)械加工等行業(yè)，在非制造 業(yè)如電子工業(yè)、食品工業(yè)等也有應(yīng)用。
[0003] 目前科德機(jī)器人進(jìn)行圓柱體低緣弧焊時(shí)主要使用示教方法，這就需要操作人員操 作機(jī)器人，使工具中心點(diǎn)（TCP)遍歷空間圓上的若干點(diǎn)，得到若干個(gè)小直線(xiàn)段來(lái)逼近圓弧。 導(dǎo)致工作效率低下，精度不容易控制，加工效率較低等問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法，以克服上述技 術(shù)問(wèn)題。
[0005] 本發(fā)明提供一種基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法，包括：
[0000]預(yù)設(shè)工件上任意空間圓弧上的任意三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)值，所述三個(gè)點(diǎn)包括:起始點(diǎn)、中間 點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)；
[0007] 根據(jù)所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì)應(yīng)的空 間圓的圓心、半徑；
[0008] 根據(jù)機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下示教所述起始點(diǎn)的滾動(dòng)角、俯仰角以及偏轉(zhuǎn)角計(jì) 算得到機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下的姿態(tài)矩陣；
[0009] 將所述姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換為空間圓弧坐標(biāo)系下的初始矩陣；
[0010] 根據(jù)所述空間圓弧對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角確定所述初始矩陣?yán)@所述空間圓弧坐標(biāo) 系的Z軸的旋轉(zhuǎn)矩陣；
[0011] 根據(jù)所述初始矩陣以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的目標(biāo)矩陣；
[0012] 將所述目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系下的插補(bǔ)矩陣；
[0013] 所述機(jī)器人根據(jù)所述插補(bǔ)矩陣進(jìn)行圓弧插補(bǔ)焊接所述空間圓弧。
[0014] 進(jìn)一步地，所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì) 應(yīng)的空間圓的圓心、半徑，包括：
[0015]根據(jù)所述任意三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值；
[0016] 根據(jù)所述矢量值采用海倫公式計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積；
[0017] 根據(jù)所述三角形的面積求得所述三角形的外接圓半徑；
[0018] 采用起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值作為空間圓弧坐標(biāo)系的X軸、圓弧所在平面的法矢作為 所述空間圓弧坐標(biāo)系的Z軸構(gòu)建所述三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓弧在所述空間圓弧坐標(biāo)系以及所述圓 弧坐標(biāo)系的矩陣；
[0019] 設(shè)定所述圓弧為劣弧，求取所述三角形的外接圓圓心坐標(biāo)；
[0020] 判斷中間點(diǎn)與所述圓心之間的距離是否等于所述外接圓半徑，若是，則保存所述 圓心坐標(biāo)，若否，則按照所述圓弧為優(yōu)弧求取所述三角形的外界圓圓心坐標(biāo)。
[0021] 進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣 確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的目標(biāo)矩陣，包括：
[0022] 根據(jù)機(jī)器人的前端在空間圓弧上運(yùn)行的線(xiàn)速度和所述空間圓半徑計(jì)算插補(bǔ)所述 圓弧的角速度；
[0023]根據(jù)所述角速度計(jì)算每個(gè)插補(bǔ)周期所對(duì)應(yīng)的圓心角；
[0024] 根據(jù)所述圓心角構(gòu)建空間圓弧坐標(biāo)系下繞z軸的目標(biāo)矩陣。
[0025] 本發(fā)明方法操作簡(jiǎn)單，加工精度可控，加工效率高，能夠改善普通示教法的不足之 處。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā) 明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027] 圖1為本發(fā)明基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法流程圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明計(jì)算空間圓弧所在的坐標(biāo)系、計(jì)算圓弧的半徑和圓心坐標(biāo)流程圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明用滾動(dòng)角、俯仰角以及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算機(jī)器人的初始工件坐標(biāo)系流程圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明根據(jù)圓心角計(jì)算對(duì)應(yīng)的目標(biāo)坐標(biāo)系流程圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明根據(jù)圓心角計(jì)算點(diǎn)到圓弧起點(diǎn)的矢量流程圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法另一流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例 中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是 本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員 在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0034]圖1為本發(fā)明基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法流程圖，本實(shí)施例方法，包 括：
[0035]步驟101、預(yù)設(shè)工件上任意空間圓弧上的任意三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)值，所述三個(gè)點(diǎn)包括:起 始點(diǎn)、中間點(diǎn)以及結(jié)束點(diǎn)；
[0036] 步驟102、根據(jù)所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧 對(duì)應(yīng)的空間圓的圓心、半徑；
[0037] 步驟103、根據(jù)機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下示教所述起始點(diǎn)的滾動(dòng)角、俯仰角以及 偏轉(zhuǎn)角計(jì)算得到機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下的姿態(tài)矩陣；
[0038] 具體來(lái)說(shuō)，在初始狀態(tài)下可以得到起始點(diǎn)處在工件坐標(biāo)系下的滾動(dòng)角、俯仰角以 及偏轉(zhuǎn)角(此11、？^(^11^、￥&"即，以下簡(jiǎn)稱(chēng)1^￥角），根據(jù)這些滾動(dòng)角、俯仰角以及偏轉(zhuǎn)角 可以計(jì)算得到機(jī)器人的初始坐標(biāo)系Μτ。如圖3所示。
[0039] 設(shè)RPY角分別為A，Β，C，則可以得：
[0040]
[0041] 步驟104、將所述姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換為空間圓弧坐標(biāo)系下的初始矩陣；
[0042]具體來(lái)說(shuō)，計(jì)算得到Μτ后，由于Μτ是在全局下的工具坐標(biāo)系，需要將其轉(zhuǎn)換到空間 圓弧所在的坐標(biāo)系Me下得至IjMc下的初始坐標(biāo)系Me13=ΜτΜΛ=MtMtc。
[0043] 步驟105、根據(jù)所述空間圓弧對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角確定所述初始矩陣?yán)@所述空間 圓弧坐標(biāo)系的Z軸的旋轉(zhuǎn)矩陣；
[0044] 具體來(lái)說(shuō)，矢量繞Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換矩陣為Mz，設(shè)繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度為γ，則有
[0045]
[0046] 在插補(bǔ)過(guò)程中，使γ等于圓弧旋轉(zhuǎn)插補(bǔ)過(guò)程中得到的圓心角，使用Me13繞Ζ軸旋轉(zhuǎn)γ 角度，得到每個(gè)插補(bǔ)點(diǎn)處的矩陣Ma = MAfe，再經(jīng)過(guò)變換得到工件坐標(biāo)系下的目標(biāo)矩陣Μα = MaMc〇
[0047] 步驟106、根據(jù)所述初始矩陣以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的 目標(biāo)矩陣；
[0048] 步驟107、將所述目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系下的插補(bǔ)矩陣；
[0049] 步驟108、所述機(jī)器人根據(jù)所述插補(bǔ)矩陣進(jìn)行圓弧插補(bǔ)焊接所述空間圓弧。
[0050] 進(jìn)一步地，所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì) 應(yīng)的空間圓的圓心、半徑，包括：
[0051 ]根據(jù)所述任意三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值；
[0052]根據(jù)所述矢量值采用海倫公式計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積；
[0053] 根據(jù)所述三角形的面積求得所述三角形的外接圓半徑；
[0054] 采用起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值作為空間圓弧坐標(biāo)系的X軸、圓弧所在平面的法矢作為 所述空間圓弧坐標(biāo)系的Z軸構(gòu)建所述三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓弧在所述空間圓弧坐標(biāo)系以及所述圓 弧坐標(biāo)系的矩陣；
[0055]設(shè)定所述圓弧為劣弧，求取所述三角形的外接圓圓心坐標(biāo)；
[0056]判斷中間點(diǎn)與所述圓心之間的距離是否等于所述外接圓半徑，若是，則保存所述 圓心坐標(biāo)，若否，則按照所述圓弧為優(yōu)弧求取所述三角形的外界圓圓心坐標(biāo)。
[0057]具體來(lái)說(shuō)，如圖2所示，預(yù)設(shè)工件上任意空間圓弧上的任意三個(gè)點(diǎn)，可以通過(guò)示教 功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。從而確定工件坐標(biāo)系下三個(gè)點(diǎn)P1、P2、P3的坐標(biāo)，這樣就可以在工件坐標(biāo)系下 確定對(duì)應(yīng)該三個(gè)點(diǎn)的空間圓弧。所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì)應(yīng)的空間圓的圓 心、半徑。本實(shí)施例中選定該圓弧為順時(shí)針圓弧，并在此前提條件下，計(jì)算該圓所的坐標(biāo)系， 以及在這個(gè)坐標(biāo)系下的圓心坐標(biāo)值和圓的半徑。在一個(gè)平面上的圓，不論它是順時(shí)針和逆 時(shí)針，總可以找到一個(gè)坐標(biāo)系，使這個(gè)圓在這個(gè)坐標(biāo)系中是順時(shí)針。
[0058] 首先確定圓弧所在的坐標(biāo)系
在Me坐標(biāo)系下存在兩種情況，一種是劣弧，一種是優(yōu)弧。
[0059] 如圖5所示，在工件坐標(biāo)系中，由三點(diǎn)坐標(biāo)可得第三點(diǎn)到第一點(diǎn)的矢量為朽，第二 點(diǎn)到第一點(diǎn)的矢量為，第三點(diǎn)到第二點(diǎn)的矢量為6。
[0060] 則三角形面積由海倫公式可以求得S:
[0061]
[0062]
[0063] 得到外接圓半徑R后，根據(jù)該外接圓半徑的求得圓心坐標(biāo)。在Me坐標(biāo)系下如果為劣 弧狀態(tài)，圓心的坐標(biāo)為
[0064]
[0065] 如果是優(yōu)弧狀態(tài)，圓心坐標(biāo)為
[0066]
[0067]本實(shí)施例中默認(rèn)為劣弧情況計(jì)算圓心坐標(biāo)PC，然后再檢測(cè)第二點(diǎn)到圓心的距離是 否等于半徑，如果不等于則實(shí)際情況為優(yōu)弧狀態(tài)，然后修改圓心坐標(biāo)以滿(mǎn)足實(shí)際情況。圓弧 插補(bǔ)直接在坐標(biāo)系下進(jìn)行，計(jì)算得到插補(bǔ)點(diǎn)后再轉(zhuǎn)換到工件坐標(biāo)系下輸出。
[0068] 進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣 確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的目標(biāo)矩陣，包括：
[0069] 根據(jù)機(jī)器人的前端在空間圓弧上運(yùn)行的線(xiàn)速度和所述空間圓半徑計(jì)算插補(bǔ)所述 圓弧的角速度；
[0070] 根據(jù)所述角速度計(jì)算每個(gè)插補(bǔ)周期所對(duì)應(yīng)的圓心角；
[0071] 根據(jù)所述圓心角構(gòu)建空間圓弧坐標(biāo)系下繞z軸的目標(biāo)矩陣。
[0072]舉例說(shuō)明，如圖6所示，設(shè)三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)依次分別為[10，10，0 ]、[ 20，20，10 ]、[ 30，10， 0]，可以構(gòu)建得到經(jīng)過(guò)點(diǎn)P1、點(diǎn)P2、點(diǎn)P3的順時(shí)針圓弧所在坐標(biāo)系為
[0073]
[0074] 該圓弧半徑根據(jù)公式計(jì)算得到R=10.6066。
[0075] 在MC坐標(biāo)系下按照假設(shè)圓弧為劣弧可以求得圓弧的圓心坐標(biāo)為：
[0076] PC=[10,-3.53553,0]
[0077] 點(diǎn)[20,20，10]經(jīng)過(guò)計(jì)算：
[0078] [Χ2-Χι Υ2-Υι Ζ2-Ζι] · McT= [ 10,10,10] · McT
[0079] 以求出在MC坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值為[10，14.1421,0]，可求得該點(diǎn)與圓心距離為 17.67763,與求出的圓弧半徑不吻合，那么認(rèn)為當(dāng)前圓弧為優(yōu)弧，圓心坐標(biāo)改為：
[0080] PC=[10,3.53553,0]
[0081 ] 經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，和求出的圓弧半徑相吻合。
[0082]如圖4所示，設(shè)給定進(jìn)給值F = 2000mm/min，系統(tǒng)插補(bǔ)周期為2ms，則F值轉(zhuǎn)換單位為 0.033mm/ms，對(duì)應(yīng)角速度為0.033/10.6066 = 0.003弧度/ms，可以得到每個(gè)插補(bǔ)周期圓心角 增加的度數(shù)為A0 = (〇.〇〇3*18〇/Pi)°。這樣可以求得在插補(bǔ)過(guò)程中，任意時(shí)刻處在圓弧上 插補(bǔ)的點(diǎn)距離起始點(diǎn)的圓心角
[0083] γ = ΔΘ*Τ。
[0084] 根據(jù)圓心角γ建立旋轉(zhuǎn)矩陣
[0085] 則可以根據(jù)公式（1)和(2)求出圓弧插補(bǔ)過(guò)程中任意時(shí)刻的在全局坐標(biāo)下的目標(biāo) 矩陣為：
[0086] Ma=MxMTcMzMc
[0087] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡 管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依 然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn) 行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù) 方案的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于示教機(jī)器人的空間圓弧插補(bǔ)焊接方法，其特征在于，包括： 預(yù)設(shè)工件上任意空間圓弧上的任意三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)值，所述三個(gè)點(diǎn)包括:起始點(diǎn)、中間點(diǎn)以 及結(jié)束點(diǎn)； 根據(jù)所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì)應(yīng)的空間圓 的圓心、半徑； 根據(jù)機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下示教所述起始點(diǎn)的滾動(dòng)角、俯仰角以及偏轉(zhuǎn)角計(jì)算得 到機(jī)器人在所述工件坐標(biāo)系下的姿態(tài)矩陣； 將所述姿態(tài)矩陣轉(zhuǎn)換為空間圓弧坐標(biāo)系下的初始矩陣； 根據(jù)所述空間圓弧對(duì)應(yīng)空間圓的圓心角確定所述初始矩陣?yán)@所述空間圓弧坐標(biāo)系的Z 軸的旋轉(zhuǎn)矩陣； 根據(jù)所述初始矩陣以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的目標(biāo)矩陣； 將所述目標(biāo)矩陣轉(zhuǎn)換為工件坐標(biāo)系下的插補(bǔ)矩陣； 所述機(jī)器人根據(jù)所述插補(bǔ)矩陣進(jìn)行圓弧插補(bǔ)焊接所述空間圓弧。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值確定與所述空間圓弧 的坐標(biāo)系、所述空間圓弧對(duì)應(yīng)的空間圓的圓心、半徑，包括： 根據(jù)所述任意三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值； 根據(jù)所述矢量值采用海倫公式計(jì)算得到三個(gè)點(diǎn)構(gòu)成的三角形的面積； 根據(jù)所述三角形的面積求得所述三角形的外接圓半徑； 采用起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的矢量值作為空間圓弧坐標(biāo)系的X軸、圓弧所在平面的法矢作為所述 空間圓弧坐標(biāo)系的Z軸構(gòu)建所述三個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓弧在所述空間圓弧坐標(biāo)系以及所述圓弧坐 標(biāo)系的矩陣； 設(shè)定所述圓弧為劣弧，求取所述三角形的外接圓圓心坐標(biāo)； 判斷中間點(diǎn)與所述圓心之間的距離是否等于所述外接圓半徑，若是，則保存所述圓心 坐標(biāo)，若否，則按照所述圓弧為優(yōu)弧求取所述三角形的外界圓圓心坐標(biāo)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述起始點(diǎn)與結(jié)束點(diǎn)對(duì)應(yīng)空間圓 的圓心角以及所述旋轉(zhuǎn)矩陣確定所述機(jī)器人插補(bǔ)所述圓弧的目標(biāo)矩陣，包括： 根據(jù)機(jī)器人的前端在空間圓弧上運(yùn)行的線(xiàn)速度和所述空間圓半徑計(jì)算插補(bǔ)所述圓弧 的角速度； 根據(jù)所述角速度計(jì)算每個(gè)插補(bǔ)周期所對(duì)應(yīng)的圓心角； 根據(jù)所述圓心角構(gòu)建空間圓弧坐標(biāo)系下繞z軸的目標(biāo)矩陣。
【文檔編號(hào)】B23K9/235GK105855672SQ201610367775
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】劉沛, 林猛, 董大鵬, 潘峰, 程浩
【申請(qǐng)人】科德數(shù)控股份有限公司