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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410838343.5 (22)申请日 2014.12.25 B23K 37/053(2006.01) B23K 37/02(2006.01) (71)申请人 上海气焊机厂有限公司 地址 201700 上海市青浦区外青松公路 7177 号 (72)发明人 不公告发明人 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 何冲 (54) 发明名称 相贯线焊道定位方法 (57) 摘要 一种相贯线焊道定位方法， 包括安装具有相 贯线焊道的待焊元件， 待焊元件通过卡盘固定， 卡 盘中心为第一坐标系原点， 确定第一坐。
2、标系以及 相贯线焊道在第一坐标系中的坐标值， 相贯线焊 道定位方法， 还包括如下步骤 ： 将第一坐标系绕 第一坐标系的 Z1轴转动预设旋转角度， 建立第二 坐标系 ； 将第二坐标系沿第二坐标系的 Z2轴移动 预设位移值， 建立第三坐标系 ； 根据旋转角度和 位移值， 计算相贯线焊道在第三坐标系中的坐标 值 ； 根据相贯线焊道在第三坐标系中的坐标值， 定位相贯线焊道。 本发明的相贯线焊道定位方法， 可以适用于任何的相贯线焊道的定位， 不受焊道 位置和结构的局限， 定位准确， 效率高， 适用性强。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 。
3、说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104493420 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104493420 A 1/1 页 2 1.一种相贯线焊道定位方法， 包括安装具有相贯线焊道的待焊元件， 所述待焊元件通 过卡盘固定， 所述卡盘中心为第一坐标系原点， 确定所述第一坐标系以及所述相贯线焊道 在所述第一坐标系中的坐标值， 其特征在于， 所述相贯线焊道定位方法， 还包括如下步骤 ： 将所述第一坐标系绕所述第一坐标系的 Z1轴转动预设的旋转角度， 建立第二坐标系 ； 将所述第二坐标系沿所述第二坐标系的 Z2轴移动预设的位移值， 建立第三坐标系 ； 根据所述旋转角度和。
4、所述位移值， 计算所述相贯线焊道在所述第三坐标系中的坐标 值 ； 根据所述相贯线焊道在所述第三坐标系中的坐标值， 定位所述相贯线焊道。 2.根据权利要求 1 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述待焊元件包括第一 圆管和第二圆管， 所述第一圆管和所述第二圆管垂直相交， 形成相贯线焊道， 所述第一圆管 通过卡盘固定， 所述卡盘中心为第一坐标系的原点， 所述第一圆管方向为 Z1轴， 确定所述第 一坐标系以及所述相贯线焊道在所述第一坐标系中的坐标值。 3.根据权利要求 2 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述预设的旋转角度由 如下步骤确定 ： 记录焊枪在所述第一个坐标系中的第一角度。
5、值 ； 旋转所述焊枪， 将所述焊枪的颈部触碰所述第二圆管， 记录所述焊枪的第二角度值 ； 所述预设的旋转角度为所述第二角度值和所述第一角度值的差值。 4.根据权利要求 2 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述预设的位移值由如 下步骤确定 ： 将焊枪绕所述第二坐标系的X2轴旋转90度， 沿所述第二坐标系的Z2轴移动所述焊枪， 将所述焊枪的颈部触碰所述第二圆管， 记录所述焊枪的位移值， 所述位移值设置为所述预 设的位移值。 5.根据权利要求 3 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述旋转角度为 0 至 90 度。 6.根据权利要求 4 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所。
6、述位移值为零或正值。 7.根据权利要求3或4所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述焊枪由机械手臂 控制。 8.根据权利要求 7 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述机械手臂由计算机 程序控制。 9.根据权利要求 1 所述的相贯线焊道定位方法， 其特征在于， 所述第一坐标系为系统 默认初始坐标系。 权 利 要 求 书 CN 104493420 A 2 1/4 页 3 相贯线焊道定位方法 技术领域 0001 本发明涉及焊接技术领域， 特别涉及一种相贯线自动焊接定位系统的方法。 背景技术 0002 在焊接技术领域， 相贯线焊道的焊接非常常见的， 确定相贯线焊道的位置， 对于焊 接的。
7、准确度显得非常重要。 0003 通常对焊道位置的确定， 一般都是直接测量焊道的位置， 即在固定的第一坐标下 寻找焊道的位置， 然后直接进行焊接。然而这样的检测， 对焊道结构、 焊道的位置都有很高 的要求， 一旦焊道超出了特定位置或焊道结构特殊， 便无法搜寻和测量， 从而无法确定焊道 的位置， 进而无法进行焊接。有时也会在第一坐标下， 重建相贯线焊道， 虽然这样焊道位置 准确了， 但是需要花费大量的人工重建焊道的时间。 发明内容 0004 基于此， 有必要针对如何确定相贯线焊道的问题， 提供一种相贯线焊道定位方法。 0005 一种相贯线焊道定位方法， 包括安装具有相贯线焊道的待焊元件， 所述待焊。
8、元件 通过卡盘固定， 所述卡盘中心为第一坐标系原点， 确定所述第一坐标系以及所述相贯线焊 道在所述第一坐标系中的坐标值， 所述相贯线焊道定位方法， 还包括如下步骤 ： 0006 将所述第一坐标系绕所述第一坐标系的 Z1轴转动预设的旋转角度， 建立第二坐标 系 ； 0007 将所述第二坐标系沿所述第二坐标系的 Z2轴移动预设的位移值， 建立第三坐标 系 ； 0008 根据所述旋转角度和所述位移值， 计算所述相贯线焊道在所述第三坐标系中的坐 标值 ； 0009 根据所述相贯线焊道在所述第三坐标系中的坐标值， 定位所述相贯线焊道。 0010 在其中一个实施例中， 所述待焊元件包括第一圆管和第二圆管，。
9、 所述第一圆管和 所述第二圆管垂直相交， 形成相贯线焊道， 所述第一圆管通过卡盘固定， 所述卡盘中心为第 一坐标系的原点， 所述第一圆管方向为 Z1轴， 确定所述第一坐标系以及所述相贯线焊道在 所述第一坐标系中的坐标值。 0011 在其中一个实施例中， 所述预设的旋转角度由如下步骤确定 ： 0012 记录焊枪在所述第一个坐标系中的第一角度值 ； 0013 旋转所述焊枪， 将所述焊枪的颈部触碰所述第二圆管， 记录所述焊枪的第二角度 值 ； 0014 所述预设的旋转角度为所述第二角度值和所述第一角度值的差值。 0015 在其中一个实施例中， 所述预设的位移值由如下步骤确定 ： 0016 将焊枪绕所。
10、述第二坐标系的 X2轴旋转 90 度， 沿所述第二坐标系的 Z 2轴移动所述 焊枪， 将所述焊枪的颈部触碰所述第二圆管， 记录所述焊枪的位移值， 所述位移值设置为所 说 明 书 CN 104493420 A 3 2/4 页 4 述预设的位移值。 0017 在其中一个实施例中， 所述旋转角度为 0 至 90 度。 0018 在其中一个实施例中， 所述位移值为零或正值。 0019 在其中一个实施例中， 所述焊枪由机械手臂控制。 0020 在其中一个实施例中， 所述机械手臂由计算机程序控制。 0021 在其中一个实施例中， 所述第一坐标系为系统默认初始坐标系。 0022 上述相贯线焊道定位方法， 通。
11、过移动和旋转相贯线焊道， 重新建立坐标系， 定位相 贯线焊道， 从而可以突破焊道原始位置和结构的局限， 准确定位， 方便焊接， 效率高， 适用性 强。 附图说明 0023 图 1 为一实施例的相贯线焊道定位方法的流程图 ； 0024 图 2 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的第一坐标系示意图 ； 0025 图 3 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的第二坐标系示意图 ； 0026 图 4 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的第三坐标系示意图 ； 0027 图 5 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的一个实施例的步骤 S200 的子步骤流程 图 ； 0028 图 6 为图 1 所示的相贯线焊道。
12、定位方法的一个实施例的步骤 S300 的子步骤流程 图。 具体实施方式 0029 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图对本发明 的具体实施方式做详细的说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施， 本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进， 因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 0030 参见图 1 至图 4， 图 1 为一实施例的相贯线焊道定位方法的流程图， 图 2 为第一坐 标系示意图， 图 3 为第二坐标系示意图， 图 4 为第三坐标系示意图。如图所示， 该相贯线焊 道。
13、定位方法包括 ： 0031 步骤 S100 建立第一坐标系 R1， 记录相贯线焊道在第一坐标系 R1的坐标值。安装 具有相贯线焊道的待焊元件， 该待焊元件通过卡盘固定， 卡盘中心为第一坐标系 R1的原点 O1， 确定第一坐标系 R1以及相贯线焊道在该第一坐标系 R 1中的坐标值， 例如在该相贯线焊 道上选取 abc 三点为例， 形成相贯线焊道 abc， 坐标值分别为 a(xa1,ya1,za1),b(xb1， yb1， zb1)， c(xc1， yc1， zc1)。 0032 步骤 S200 转动预设的旋转角度 g， 建立第二坐标系 R2。 0033 将第一坐标系 R1绕 Z 1轴旋转所述旋转。
14、角度 g， 建立第二坐标系 R2。第二坐标系 R2 的原点O2O1。 此时， 相贯线焊道abc， 在第二坐标系R2中的坐标值为a(xa2， ya2， za2)， b(xb2， yb2， zb2)， c(xc2， yc2， zc2)。 0034 步骤 S300 移动预设的位移值 w， 建立第三坐标系 R3。 0035 将第二坐标系R2沿Z轴移动位移值w， 建立第三坐标系R3， 第三坐标系R3的原点O3 说 明 书 CN 104493420 A 4 3/4 页 5 O2+w。此时， 相贯线焊道 abc， 在第三坐标系 R3中的坐标值为 a(x a3， ya3， za3)， ,b(xb3， yb3，。
15、 zb3)， c(xc3， yc3， zc)。 0036 步骤 S400， 计算相贯线焊道 abc 在第三坐标系 R3中的坐标值。 0037 首先计算该相贯线焊道 abc 在第二坐标系 R2中的坐标值， 以 a 点为例， a 点在第二 坐标系 R2中的坐标值 (x a2， ya2， za2)， 可以通过以下公式计算 ： 0038 0039 0040 za2 z a1 0041 b 点和 c 点在第二坐标系 R2中的坐标值的计算方法一样， 可以分别得到 b(x b2， yb2， zb2)， c(xc2， yc2， zc2)。 0042 再计算a点在第三坐标系R3中的坐标值(xa3， ya3， z。
16、a3)， 可以通过以下公式计算 ： 0043 xa3 x a2 0044 ya3 y a2 0045 za3 z a2+w 0046 b 点和 c 点在第三坐标系 R3中的坐标值的计算方法一样， 可以分别得到 b(x b3， yb3， zb3)， c(xc3， yc3， zc3)。 0047 假设设定a点在第一坐标系R1下的坐标值(xa1,ya1,za1)的值为(10,30,5)， 旋转角 度 g 60， 位移值 w 30， 代入以上公式可得 a 点在第二坐标系 R2下的坐标值 (x a2， ya2， za2) 为 (30,10,5)， a 点在第三坐标 R3下的坐标值 (x a3,ya3,z。
17、a3) 为 (30,10,35)。 0048 步骤 S500 根据相贯线焊道 abc 在第三坐标系 R3中的坐标值， 即 a(x a3,ya3,za3)， b(xb3， yb3， zb3)， c(xc3， yc3， zc3) 定位相贯线焊道。然后进行焊接。 0049 需要说明的是， 也可以先将第一坐标系R1沿Z1轴移动预设位移值w， 建立第二坐标 系 R2 ， 再将第二坐标系 R2 绕 Z2 轴转动预设角度值 g， 建立第三坐标系 R3， 然后计算相贯 线焊道 abc 在第三坐标系 R3中的坐标值， 不影响相贯线焊道 abc 在第三坐标系 R3中的坐标 值。还以设定 a 点在第一坐标系 R1下。
18、的坐标值 (xa1,ya1,za1) 的值为 (10,30,5)， 旋转角度 g 60， 位移值 w 30 为例， 计算可得 a 点在第二坐标系 R2 下的坐标值 (xa2， ya2， za2) 为 (10,30,35)， a 点在第三坐标系 R3下的坐标值 (x a3,ya3,za3) 依旧为 (30,10,35)。 0050 这样就能够通过调整相贯线焊道的位置， 将其调整到一个适合焊枪焊接的位置， 通过建立新的坐标系和相贯线焊道的坐标， 再通过新的坐标值进行焊接， 突破以前只能根 据相贯线焊道的第一坐标， 移动焊枪进行焊接的限制， 能够准确、 全面的完成相贯线焊道的 焊接， 大大提高了焊接。
19、生产速度， 保证焊接的生产质量， 突破了传统的在固定坐标系下对相 贯线焊道定位的局限。 0051 在其中一个实施例中， 该待焊元件包括第一圆管和第二圆管， 第一圆管和第二圆 管垂直相交， 形成相贯线焊道 abc， 将第一圆管通过卡盘固定， 设置卡盘中心为第一坐标原 点 O1， 第一圆管方向为 Z1轴。 0052 参见图 5， 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的一个实施例的步骤 S200 的子步骤 流程图。如图所示， 预设旋转角度 g 可以由如下步骤确定 ： 说 明 书 CN 104493420 A 5 4/4 页 6 0053 步骤 S210 记录焊枪在第一坐标系 R1中的第一角度值 ； 0。
20、054 步骤 S220 旋转焊枪， 将焊枪的颈部触碰第二圆管， 记录焊枪在第一坐标系 R1中的 第二角度值 ； 0055 步骤 S230 计算预设旋转角度 g， 预设旋转角度 g 为第二角度值和第一角度值的差 值， 即预设旋转角度 g 第二角度值 - 第一角度值。 0056 参见图 6， 为图 1 所示的相贯线焊道定位方法的一个实施例的步骤 S300 的子步骤 流程图。如图所示， 预设位移值 w 可以由如下步骤确定 ： 0057 步骤 S310 将焊枪绕第二坐标系 R2的 X 2轴旋转 90 度 ； 0058 步骤 S320 沿第二坐标系 R2的 Z 2轴移动焊枪， 将焊枪的颈部触碰第二圆管 。
21、； 0059 步骤 S330 确定预设位移值 w。记录焊枪的位移值 w， 将该位移值 w 设置为预设位 移值。 0060 在其中一个实施例中， 该旋转角度 g 为 0 至 90 度， 这样可以方便焊枪的转动， 最优 化焊枪的旋转角度。 0061 在其中一个实施例中， 位移值 w 为零或正值， 即使得待焊元件沿 Z2轴向焊枪位置 靠近方向移动， 这样可以方便焊枪的焊接。 0062 在其中一个实施例中， 焊枪由机械手臂控制， 可以灵活准确的控制， 实现自动化。 0063 在其中一个实施例中， 该机械手臂由计算机程序控制， 相贯线焊道的相关参数， 比 如坐标值， 输入到计算机程序中， 从而可以保证焊。
22、接的准确性， 并且可以方便调整焊接参 数。 0064 在其中一个实施例中， 该第一坐标系为系统默认初始坐标系， 从而无需重新建立 第一坐标系， 简化了流程。 0065 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 104493420 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104493420 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 104493420 A 8 3/3 页 9 图 6 说 明 书 附 图 CN 104493420 A 9 。