深圳市萊意士自動化系統集成有限公司熊健獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉深圳市萊意士自動化系統集成有限公司申請的專利基于最小二乘法的機器人焊接定位方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120038492B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510527244.3,技術領域涉及:B25J9/16;該發明授權基于最小二乘法的機器人焊接定位方法是由熊健設計研發完成,并于2025-04-25向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于最小二乘法的機器人焊接定位方法在說明書摘要公布了:本發明涉及一種基于最小二乘法的機器人焊接定位方法,該機器人焊接定位方法包括以下步驟:首先通過線陣掃描獲取待焊接工件邊緣輪廓離散采樣點集;接著用LLS算法對采樣點集進行曲線擬合確定基準線并計算偏差量,并在擬合時可先下采樣且引入權重因子平衡采樣點影響;然后基于基準線將極坐標數據轉換為笛卡爾坐標系下的坐標點集;再構建三維空間焊接軌跡動態補償模型,包括采用分段三次樣條插值算法平滑處理坐標點集生成焊縫基準曲線、通過激光位移傳感器采集熱變形量建立溫度?形變耦合補償矩陣以及疊加運算生成修正后目標路徑方程;根據修正后目標路徑方程控制機器人焊接手臂作業,從而有效應對焊接過程中的各種因素,提升焊接質量與效率。
本發明授權基于最小二乘法的機器人焊接定位方法在權利要求書中公布了:1.一種基于最小二乘法的機器人焊接定位方法,其特征在于,包括以下步驟: S1、通過線陣掃描獲取待焊接工件的工件邊緣輪廓的離散采樣點集; S2、通過LLS算法對步驟S1中得到的離散采樣點集進行曲線擬合,確定焊接路徑的基準線,并計算焊接路徑的基準線與理想焊接路徑的偏差量; S3、基于步驟S2中確定的焊接路徑的基準線,將極坐標數據轉換到笛卡爾坐標系,得到工件邊緣輪廓在笛卡爾坐標系下的坐標點集;所述將極坐標數據轉換到笛卡爾坐標系,得到工件邊緣輪廓在笛卡爾坐標系下的坐標點集的過程包括: S31、建立極坐標系與笛卡爾坐標系之間的轉換關系,轉換公式如下: 其中,r為極徑,θ為極角,z為高度坐標; S32、遍歷步驟S1中得到的離散采樣點集,對每個采樣點應用上述轉換公式,計算其在笛卡爾坐標系下的坐標值; S33、將所有轉換后的坐標點按順序存儲,形成工件邊緣輪廓在笛卡爾坐標系下的坐標點集; S4、基于步驟S3中得到的坐標點集,構建三維空間焊接軌跡的動態補償模型,包括: S41、采用分段三次樣條插值算法對步驟S3中得到的坐標點集進行平滑處理,生成連續可導的焊縫基準曲線; S42、通過激光位移傳感器實時采集焊接過程中的熱變形量,建立溫度-形變耦合補償矩陣;其中,為熱變形引起的笛卡爾坐標系三軸線性偏移量;均為繞XY軸的角向形變量; S43、以為實時補償量,將理想焊接路徑P0t與實時補償量進行疊加運算,生成修正后的目標路徑方程:,k為系統剛性系數,α為熱擴散衰減因子,P(t)為修正后的目標路徑; S5、根據步驟S4中生成的修正后的目標路徑方程,控制機器人焊接手臂進行焊接作業; 其中,在步驟S3中所述焊接路徑的基準線具體為由兩直線段構成的V型缺口,或由局部的小圓弧構成的U型缺口;所述步驟S4中采用分段三次樣條插值算法具體為: S411、對步驟S3中得到的坐標點集進行排序,確保插值過程的順序性; S412、根據工件邊緣輪廓的形狀和焊接要求,將排序后的坐標點集分成若干段,每段包含至少四個控制點; S413、對每段中的各控制點應用三次樣條插值算法,計算出該段內的插值函數; S414、將所有段的插值函數在連接點處保證連續并且光滑,形成完整的焊縫基準曲線; 所述步驟S42中溫度-形變耦合補償矩陣的構建過程包括: S421、在焊接開始前,通過激光位移傳感器對工件進行初始掃描,記錄下工件在未受熱變形影響下的初始坐標點集,作為參考基準; S422、在焊接過程中,實時采集焊接區域的溫度數據,并通過預先建立的溫度-形變關系模型,計算出由于溫度變化導致的工件形變量; S423、根據步驟S422中計算得到的工件形變量,結合步驟S421中的初始坐標點集,計算出熱變形引起的笛卡爾坐標系三軸線性偏移量以及繞XY軸的角向形變量; S424、將計算得到的線性偏移量和角向形變量整合到溫度-形變耦合補償矩陣中,用于后續的路徑修正計算。
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