本技术涉及激光焊接,具体而言,涉及一种激光焊接轨迹的拟合方法、装置、电子设备及介质。
背景技术:
1、在当前的处理中焊接轨迹是示教轨迹上均匀距离间隔的离散点加旋转、平移后,仍以离散点形式下发到机器人控制柜。在机器人控制时,使用离散点比对来确定偏差进行修正,存在精度难控制、速度一致性要求高的问题。
2、随着焊接精度要求提高、焊接轨迹形态复杂化,以离散点方式处理焊接轨迹将难以满足精度和复杂曲线形态的焊缝轨迹处理要求。当机器人在复杂曲线处理时,不能保证匀速执行时,仍然按照固定间距点,进行插补将会面临较大误差。
3、现有焊接轨迹点处理方式难以处理激光焊接中焊接精度高如焊缝精度0.1mm、焊缝轨迹是复杂曲线形态、焊接激光开\关光点与焊缝起终点不同等问题。
技术实现思路
1、本技术实施例的目的在于提供一种激光焊接轨迹的拟合方法、装置、电子设备及介质,实现了高精度焊缝轨迹和复杂轨迹快速拟合、修正,且下发到机器人控制柜的曲线单元是非复杂曲线;与焊接机器人控制器关联后,对焊接速度一致性要求不高,能够较高精度的处理焊接起始点与识别的焊缝起始点不一致的问题。
2、第一方面,提供了一种激光焊接轨迹的拟合方法,该方法可以包括:
3、基于前一轨迹点数组,按照轨迹点数据的扫描时间顺序,从焊接轨迹点序列中获取当前轨迹点数组,其中,轨迹点数组包含目标数量的轨迹点数据,该焊接轨迹点序列是由线扫激光相机扫描的焊缝数据经坐标系转换得到的符合激光焊枪坐标系的轨迹点数据组成的;
4、在当前轨迹点数组为第一个轨迹点数组时,采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到当前拟合直线;或,在当前轨迹点数组不为第一个轨迹点数组时,根据所述前一轨迹点数组对应的曲线单元的终点和切向量,得到当前拟合直线;
5、获取所述目标数量的轨迹点数据分别到当前拟合直线的距离值;
6、若存在预设数量的距离值小于距离阈值,则确定目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成直线段的曲线单元,并获取相应的曲线信息;
7、若存在预设数量的距离值不小于距离阈值,则按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,得到目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息;
8、将曲线单元的曲线信息下发到激光焊枪机器人控制柜中,使激光焊枪机器人控制柜基于实际焊接点到曲线单元中轨迹点的偏差进行插补运行,确定当前激光焊接轨迹。
9、在一些可能的实现中,采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到当前拟合直线,包括:
10、采用最小二乘法,对所述目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到初始拟合直线;
11、获取所述目标数量的轨迹点数据分别到初始拟合直线的拟合距离值,构建拟合距离数组;拟合距离数组中的拟合距离值是按照从小到大的顺序排列的;
12、确定拟合距离数组中百分比在七十的拟合距离值为拟合距离阈值;
13、将小于该拟合距离阈值的拟合距离值对应的轨迹点数据,确定为下一迭代拟合过程中的待拟合的轨迹点数据,并执行采用最小二乘法,对所述待拟合的轨迹点数据进行拟合,得到再次拟合直线;
14、将再次拟合直线作为新的初始拟合直线,返回执行步骤:获取目标数量的轨迹点数据分别到初始拟合直线的拟合距离值,构建拟合距离数组,直至满足迭代结束条件;
15、将满足迭代结束条件时的拟合过程得到的再次拟合直线确定为当前拟合直线。
16、在一些可能的实现中,所述目标数量的轨迹点数据包括按照扫描时间顺序排列的第一数量的轨迹点数据和第二数量的轨迹点数据;第一数量大于第二数量;
17、所述当前轨迹点数组中的第一数量的轨迹点数据内包含前一轨迹点数组中第二数量的轨迹点数据。
18、在一些可能的实现中,按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,得到目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息,包括:
19、按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,确定圆弧起点、圆弧中间点、圆弧终点,以及相应的切向量;
20、基于圆弧起点及其切向量和圆弧中间点及其切向量,确定第一劣弧的圆心和半径;其中,第一劣弧的起点为所述圆弧起点,第一劣弧的终点为所述圆弧中间点;
21、基于圆弧中间点及其切向量和圆弧终点及其切向量,确定第二劣弧的圆心和半径;其中,第二劣弧的起点为所述圆弧中间点,第二劣弧的终点为所述圆弧终点;
22、基于第一劣弧的圆心和半径、第二劣弧的圆心和半径、第一劣弧的起点和第二劣弧的终点,确定目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息。
23、在一些可能的实现中,按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,确定圆弧起点、圆弧中间点、圆弧终点,以及相应的切向量,包括:
24、对于圆弧起点:
25、在当前轨迹点数组为第一个轨迹点数组时,选取第一数量的轨迹点数据中的前k个轨迹点数据,k为第二数量的2倍;采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对k个轨迹点数据进行拟合,得到拟合直线;将所述拟合直线的方向向量作为圆弧起点的切向量,将k个轨迹点数据中第k/2处的轨迹点数据作为圆弧起点;
26、在当前轨迹点数组不为第一个轨迹点数组时,将前一轨迹点数组对应的曲线单元的起点作为圆弧起点,该起点的切向量为圆弧起点的切向量;
27、对于圆弧中间点:
28、将第一数量的轨迹点数据中第1/2的第一数量处的轨迹点数据确定为圆弧中间点;采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对圆弧中间点前的第二数量个轨迹点数据,以及圆弧中间点后的第二数量个轨迹点数据进行拟合,得到拟合直线;将所述拟合直线的方向向量作为圆弧中间点的切向量;
29、对于圆弧终点:
30、将第一数量的轨迹点数据中第一数量处的轨迹点数据确定为圆弧终点;采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对圆弧终点前的第二数量个轨迹点数据,以及圆弧终点后的第二数量个轨迹点数据进行拟合,得到拟合直线;将所述拟合直线的方向向量作为圆弧终点的切向量。
31、在一些可能的实现中,所述第一数量不大于预设数量阈值;其中,预设数量阈值的确定方式,包括:
32、获取线扫激光相机与激光焊枪的激光焊接头间的前置距离,以及激光焊接头的焊接速度;
33、将三分之一的前置距离与焊接速度的比值,确定为预设数量阈值。
34、在一些可能的实现中,两倍的第二数量的取值范围为所述第一数量的三分之一到二分之一。
35、第二方面,提供了一种激光焊接轨迹的拟合装置,该装置可以包括:
36、获取单元,用于基于前一轨迹点数组,按照轨迹点数据的扫描时间顺序,从焊接轨迹点序列中获取当前轨迹点数组,其中,轨迹点数组包含目标数量的轨迹点数据,该焊接轨迹点序列是由线扫激光相机扫描的焊缝数据经坐标系转换得到的符合激光焊枪坐标系的轨迹点数据组成的;
37、拟合单元,用于在当前轨迹点数组为第一个轨迹点数组时,采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到当前拟合直线;或,在当前轨迹点数组不为第一个轨迹点数组时,根据所述前一轨迹点数组对应的曲线单元的终点和切向量,得到当前拟合直线;
38、所述获取单元,还用于获取所述目标数量的轨迹点数据分别到当前拟合直线的距离值;
39、确定单元,用于若存在预设数量的距离值小于距离阈值,则确定目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成直线段的曲线单元;
40、所述获取单元,还用于获取相应的曲线信息;
41、处理单元,用于若存在预设数量的距离值不小于距离阈值,则按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,得到目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息;
42、下发单元,用于将曲线单元的曲线信息下发到激光焊枪机器人控制柜中,使激光焊枪机器人控制柜基于实际焊接点到曲线单元中轨迹点的偏差进行插补运行,确定当前激光焊接轨迹。
43、第三方面,提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
44、存储器,用于存放计算机程序;
45、处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。
46、第四方面,提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。
47、本技术提供的激光焊接轨迹的拟合方法在基于前一轨迹点数组,按照轨迹点数据的扫描时间顺序,从焊接轨迹点序列中获取当前轨迹点数组后,在当前轨迹点数组为第一个轨迹点数组时,采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到当前拟合直线;在当前轨迹点数组不为第一个轨迹点数组时,根据前一轨迹点数组对应的曲线单元的终点和切向量,得到当前拟合直线;获取目标数量的轨迹点数据分别到当前拟合直线的距离值;若存在预设数量的距离值小于距离阈值,则确定目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成直线段的曲线单元,并获取相应的曲线信息;若存在预设数量的距离值不小于距离阈值,则按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,得到目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息;将曲线单元的曲线信息下发到激光焊枪机器人控制柜中,使激光焊枪机器人控制柜基于实际焊接点到曲线单元中轨迹点的偏差进行插补运行,确定当前激光焊接轨迹。该方法解决了高精度焊缝轨迹和复杂轨迹快速拟合、修正,且下发到机器人控制柜的曲线单元是非复杂曲线,且与焊接机器人控制器关联后,对焊接速度一致性要求不高,能够较高精度的处理焊接起始点与识别的焊缝起始点不一致的问题。
1.一种激光焊接轨迹的拟合方法,其特征在于,所述方法包括:
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,采用预设的最小二乘法的直线拟合算法,对目标数量的轨迹点数据进行拟合,得到当前拟合直线,包括:
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述目标数量的轨迹点数据包括按照扫描时间顺序排列的第一数量的轨迹点数据和第二数量的轨迹点数据;第一数量大于第二数量;
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,得到目标数量的轨迹点数据中第一数量的轨迹点数据组成圆弧段的曲线单元和相应的曲线信息,包括:
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,按照预设的圆弧处理规则,对目标数量的轨迹点数据进行处理,确定圆弧起点、圆弧中间点、圆弧终点,以及相应的切向量,包括:
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一数量不大于预设数量阈值;其中,预设数量阈值的确定方式,包括:
7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,两倍的第二数量的取值范围为所述第一数量的三分之一到二分之一。
8.一种激光焊接轨迹的拟合装置,其特征在于,所述装置包括:
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一所述的方法。