本發(fā)明涉及一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法，屬于機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：在造船業(yè)和鋼結(jié)構(gòu)廠房等行業(yè)中，存在許多90°折線角焊縫。由于自動(dòng)焊接小車?yán)每磕５脑?，能較好地對(duì)直線角焊縫進(jìn)行焊接，但不能完成對(duì)90°折線角焊縫的焊接。由于空間狹小、密閉，固定式機(jī)械手臂尺寸比較大，不容易移動(dòng)，不利于90°折線角焊縫的自動(dòng)焊接。目前，90°折線角焊縫主要由人工焊完成，焊接時(shí)產(chǎn)生大量的煙霧、弧光，釋放出大量的熱量，使工人的工作環(huán)境非常惡劣，且人工焊容易受到個(gè)人情緒的影響，不利于工人的身體健康和焊接的質(zhì)量。所以，有必要發(fā)明出一種能夠焊接90°折線角焊縫的方法，而準(zhǔn)確識(shí)別出90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)，在一定程度上決定著90°折線角焊縫焊接的成敗。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法，以實(shí)現(xiàn)90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的準(zhǔn)確識(shí)別，為90°折線角焊縫的自動(dòng)焊接鋪平了道路，減少了焊接成本，提高了焊接的質(zhì)量和效率。本發(fā)明所述一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法包括：焊槍空間姿態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立、焊槍傾角的識(shí)別和90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別，包括：1.焊槍空間姿態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立，所述數(shù)學(xué)模型中直線KD與直線Go的距離為焊槍相對(duì)于焊縫的水平偏差e，導(dǎo)電嘴末端點(diǎn)D＂至點(diǎn)D的距離為干伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度，記為m，直線DD2與z軸正方向的夾角α為焊槍在豎直面內(nèi)的傾角，直線DD1與y軸正方向的夾角θ為焊槍沿著焊接方向的傾角，表示焊槍空間姿態(tài)的向量P可以用干伸長(zhǎng)m、水平偏差e、焊槍在豎直面內(nèi)的傾角α、焊槍沿著焊接方向的傾角θ來(lái)表示，即P＝(m,e,α,θ)；2.焊槍傾角θ的識(shí)別：直流電機(jī)帶動(dòng)電弧逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為w，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r，電弧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，霍爾傳感器連續(xù)采集64個(gè)焊接電流的值，設(shè)點(diǎn)C對(duì)應(yīng)第1個(gè)采樣電流，點(diǎn)D對(duì)應(yīng)第17個(gè)采樣電流，點(diǎn)E對(duì)應(yīng)第33個(gè)采樣電流，點(diǎn)B對(duì)應(yīng)第49個(gè)采樣電流，干伸長(zhǎng)越長(zhǎng)，焊接電流越小，所以，焊槍沿著焊接方向的傾角θ，可以用傾角系數(shù)k來(lái)表示，其中，k=Σi=132IiΣi=3364Ii]]>式中，Ii表示第i個(gè)采樣電流，k為焊槍的傾角系數(shù)。當(dāng)焊槍沿著焊接方向的傾角為0°時(shí)，傾角系數(shù)k等于1；當(dāng)機(jī)器人焊接90°折線角焊縫的第1段直線焊縫時(shí)，傾角系數(shù)k大于0且小于等于1；當(dāng)機(jī)器人焊接90°折線角焊縫的第2段直線焊縫時(shí)，傾角系數(shù)k大于等于1；所以，表示焊接點(diǎn)類型的模式Pn滿足下式，Pn=P10<ki≤1P20<ki-1<1and1<kiP31≤ki-1and1≤ki]]>式中，Pn表示焊接點(diǎn)的類型，P1表示當(dāng)前焊接點(diǎn)位于90°折線角焊縫的第1段直線焊縫上，P2表示當(dāng)前焊接點(diǎn)為90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)，P3表示當(dāng)前焊接點(diǎn)位于90°折線角焊縫的第2段直線焊縫上，ki表示當(dāng)前測(cè)到的傾角系數(shù)，ki-1表示前一次測(cè)到的傾角系數(shù)。從而，利用模式識(shí)別的方法，完成了90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別。本發(fā)明的有益效果是：通過本發(fā)明所述一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法，可以準(zhǔn)確地識(shí)別出90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)，有利于90°折線角焊縫焊接的實(shí)現(xiàn)，提高了造船廠和鋼結(jié)構(gòu)廠房中90°折線角焊縫焊接的質(zhì)量和效率，減少了焊接成本，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。附圖說明圖1為本發(fā)明所述焊槍空間姿態(tài)的數(shù)學(xué)模型；圖2為本發(fā)明所述焊槍傾角的識(shí)別；圖3為本發(fā)明所述焊槍傾角曲線；圖中：1.旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍在垂直于焊縫的平面內(nèi)的投影2.旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍3.導(dǎo)電嘴4.干伸長(zhǎng)5.旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍在水平面內(nèi)的投影6.焊接后的角焊縫7.豎直鋼板8.90°折線角焊縫的第二條直線焊縫9.水平鋼板10.90°折線角焊縫的第一條直線焊縫11.90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的說明。本發(fā)明所述90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別方法包括：焊槍空間姿態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立、焊槍傾角的識(shí)別和90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別：圖1為焊槍空間姿態(tài)的數(shù)學(xué)模型，以當(dāng)前焊接點(diǎn)o為坐標(biāo)原點(diǎn)，以焊接速度v的反方向?yàn)閤軸的正方向，豎直向上為z軸的正方向，根據(jù)右手定則，確定y軸的方向，完成空間坐標(biāo)系oxyz的建立，點(diǎn)D為干伸長(zhǎng)(4)與水平面的交點(diǎn)，過點(diǎn)D作直線KD平行于焊縫Go(6)，直線KD與直線Go的距離為焊槍相對(duì)于焊縫的水平偏差e。導(dǎo)電嘴(3)末端點(diǎn)D＂至點(diǎn)D的距離為干伸長(zhǎng)(4)的長(zhǎng)度，記為m。作直線DE平行于z軸，作旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍(2)在豎直面oyz內(nèi)的投影(1)，導(dǎo)電嘴(3)末端點(diǎn)D＂在豎直面內(nèi)的投影為點(diǎn)D2，直線DD2與z軸正方向的夾角α為焊槍(2)在豎直面內(nèi)的傾角。作旋轉(zhuǎn)電弧傳感焊槍(2)在水平面oxy內(nèi)的投影(5)，導(dǎo)電嘴(3)末端點(diǎn)D＂在水平面內(nèi)的投影為點(diǎn)D1，直線DD1與y軸正方向的夾角θ為焊槍沿著焊接方向的傾角。表示焊槍空間姿態(tài)的向量P可以用干伸長(zhǎng)m、水平偏差e、焊槍在豎直面內(nèi)的傾角α、焊槍沿著焊接方向的傾角θ來(lái)表示，即P＝(m,e,α,θ)。圖2為焊槍傾角的識(shí)別，90°折線角焊縫為水平鋼板(9)和豎直鋼板(7)的交線，直角焊縫AFG由直線焊縫AF(10)和直線焊縫FG(8)組成，兩條直線焊縫的交點(diǎn)為90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)(11)。直流電機(jī)帶動(dòng)電弧逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為w，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑為r，電弧轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，霍爾傳感器連續(xù)采集64個(gè)焊接電流的值，點(diǎn)C對(duì)應(yīng)第1個(gè)采樣電流，點(diǎn)D對(duì)應(yīng)第17個(gè)采樣電流，點(diǎn)E對(duì)應(yīng)第33個(gè)采樣電流，點(diǎn)B對(duì)應(yīng)第49個(gè)采樣電流。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，干伸長(zhǎng)越長(zhǎng)，焊接電流越小，所以，焊槍沿著焊接方向的傾角θ，可以用傾角系數(shù)k來(lái)表示，其中，k=Σi=132IiΣi=3364Ii]]>式中，Ii表示第i個(gè)采樣電流，k為焊槍的傾角系數(shù)。當(dāng)焊槍沿著焊接方向的傾角為0°時(shí)，傾角系數(shù)k等于1；當(dāng)機(jī)器人焊接90°折線角焊縫的第1段直線焊縫時(shí)，傾角系數(shù)k大于0且小于等于1；當(dāng)機(jī)器人焊接90°折線角焊縫的第2段直線焊縫時(shí)，傾角系數(shù)k大于等于1；所以，表示焊接點(diǎn)類型的模式Pn滿足下式，Pn=P10<ki≤1P20<ki-1<1and1<kiP31≤ki-1and1≤ki]]>式中，Pn表示焊接點(diǎn)的類型，P1表示當(dāng)前焊接點(diǎn)位于90°折線角焊縫的第1段直線焊縫上，P2表示當(dāng)前焊接點(diǎn)為90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)，P3表示當(dāng)前焊接點(diǎn)位于90°折線角焊縫的第2段直線焊縫上，ki表示當(dāng)前測(cè)到的傾角系數(shù)，ki-1表示前一次測(cè)到的傾角系數(shù)。從而，利用模式識(shí)別的方法，完成了90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的識(shí)別。利用本發(fā)明所述的一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法，焊接后的90°折線角焊縫如圖3所示，焊道均勻，焊縫成形美觀，在90°折線角焊縫交叉點(diǎn)(11)處不存在堆焊，所以，90°折線角焊縫的交叉點(diǎn)(11)識(shí)別準(zhǔn)確。利用本發(fā)明所述的一種90°折線角焊縫交叉點(diǎn)識(shí)別的方法，求到焊槍的傾角系數(shù)，對(duì)傾角系數(shù)進(jìn)行線性變換，求到焊槍沿著焊接方向的傾角。當(dāng)焊接90°折線角焊縫的第1段直線焊縫時(shí)，使焊槍的傾角θ小于等于0°；當(dāng)焊接90°折線角焊縫的第2段直線焊縫時(shí)，使焊槍的傾角θ大于等于0°。如圖3所示，利用本發(fā)明所述方法識(shí)別出的傾角和路徑規(guī)劃計(jì)算出的傾角非常接近，當(dāng)焊接90°折線角焊縫的第1段直線焊縫時(shí)，焊槍的傾角θ小于等于0°；當(dāng)焊接90°折線角焊縫的第2段直線焊縫時(shí)，焊槍的傾角θ大于等于0°，這有利于90°折線角焊縫交叉點(diǎn)的準(zhǔn)確識(shí)別。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3