旋转类结构件多点拼焊方法、系统和存储介质技术方案

本公开公开了一种旋转类结构件多点拼焊方法、系统和存储介质，涉及自动化焊接领域。该方法包括：数字孪生系统在以旋转类结构件为基准的全局坐标系下，构建用于对旋转类结构件拼焊的自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系以及各物理设备的模型；根据各物理设备的模型和运动逻辑、以及位置关系，构建数字孪生场景；根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹，并生成对应的执行程序；以及将执行程序发送至旋转类结构件所在的物理制造系统，以便物理制造系统控制各物理设备根据运动轨迹，对旋转类结构件进行多点拼焊。本公开能够补偿拼焊过程的定位误差，提高了旋转类结构件的拼焊效率和质量。率和质量。率和质量。

【技术实现步骤摘要】
旋转类结构件多点拼焊方法、系统和存储介质


[0001]本公开涉及自动化焊接领域，尤其涉及一种旋转类结构件多点拼焊方法、系统和存储介质。

技术介绍

[0002]目前，在工业焊接自动化领域，需要通过离线虚拟仿真或现场示教的方法，获取机器人自动焊接的运动轨迹，然后机器人按照确定的运动轨迹进行抓取、焊接等拼焊作业。
[0003]这种方法一方面需要对每一个拼焊件离线虚拟仿真或者现场示教，如有修改就需要重新进行离线建模虚拟仿真或者现场示教，通用性差，非常的耗时；另一方面，由于该方法的轨迹一旦确定不能改变，对每个拼接件的加工精度要求较高，对于铸造、锻造等拼焊件的定位误差较大，焊接位置较多时，出现的相对误差会更大，从而影响整个零部件的加工精度。

技术实现思路

[0004]本公开要解决的一个技术问题是，提供一种旋转类结构件多点拼焊方法、系统和存储介质，能够提高旋转类结构件的拼焊效率和质量。
[0005]根据本公开一方面，提出一种旋转类结构件多点拼焊方法，包括：数字孪生系统在以旋转类结构件为基准的全局坐标系下，构建用于对旋转类结构件拼焊的自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系以及各物理设备的模型；根据各物理设备的模型和运动逻辑、以及位置关系，构建数字孪生场景；根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹，并生成对应的执行程序；以及将执行程序发送至旋转类结构件所在的物理制造系统，以便物理制造系统控制各物理设备根据运动轨迹，对旋转类结构件进行多点拼焊。
[0006]在一些实施例中，位姿信息包括焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息，方法还包括：数字孪生系统根据焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息，确认多点拼焊过程的定位误差；以及若定位误差不满足要求，则重新在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0007]在一些实施例中，数字孪生系统接收物理制造系统发送的多点拼焊过程的定位误差；以及若定位误差不满足要求，则重新在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0008]在一些实施例中，根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹包括：根据各物理设备的模型、人机交互数据以及实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0009]在一些实施例中，数字孪生系统实时获取各物理设备的运动姿态，驱动数字孪生场景中各物理设备的同步运动。
[0010]在一些实施例中，物理制造系统建立以旋转类结构件为基准的全局坐标系，获得自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系，并确定焊接件相对于旋转类结构件的
位姿信息；将位置关系以及焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息发送至数字孪生系统。
[0011]在一些实施例中，确定焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息包括：通过视觉引导系统确定焊接件相对于抓取机器人的位姿信息；通过位姿检测系统确定旋转类结构件相对于抓取机器人的位姿信息；以及根据视觉引导系统的位置和位姿检测系统的位置，确定焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息。
[0012]在一些实施例中，自动拼焊模块包括位于地轨上的变位机、定位焊接件的定位托盘、抓取机器人、焊接机器人和焊枪，其中，旋转类结构件位于变位机；抓取机器人和焊接机器人分别位于变位机两侧；焊枪安装在焊接机器人上；位姿检测系统安装在抓取机器人上；以及视觉导航系统安装在定位托盘上。
[0013]根据本公开的另一方面，还提出一种用于旋转类结构件多点拼焊的数字孪生系统，包括：数字建模模块，被配置为在以旋转类结构件为基准的全局坐标系下，构建用于对旋转类结构件拼焊的自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系以及各物理设备的模型，根据各物理设备的模型和运动逻辑、以及位置关系，构建数字孪生场景；轨迹规划模块，被配置为根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹，并生成对应的执行程序；虚实交互模块，被配置为将执行程序发送至旋转类结构件所在的物理制造系统，以便物理制造系统控制各物理设备根据运动轨迹，对旋转类结构件进行多点拼焊。
[0014]在一些实施例中，位姿信息包括焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息，其中，轨迹规划模块还被配置为根据焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息，确认多点拼焊过程的定位误差，若定位误差不满足要求，则重新在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0015]在一些实施例中，虚实交互模块被配置为接收物理制造系统发送的多点拼焊过程的定位误差；以及轨迹规划模块还被配置为若定位误差不满足要求，则重新在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0016]在一些实施例中，轨迹规划模块还被配置为根据各物理设备的模型、人机交互数据以及实时获取的各物理设备的位姿信息，在数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。
[0017]在一些实施例中，虚实交互模块被配置为实时获取各物理设备的运动姿态，驱动数字孪生场景中各物理设备的同步运动。
[0018]根据本公开的另一方面，还提出一种用于旋转类结构件多点拼焊的数字孪生系统，包括：存储器；以及耦接至存储器的处理器，处理器被配置为基于存储在存储器的指令执行如上述的旋转类结构件多点拼焊方法。
[0019]根据本公开的另一方面，还提出一种用于旋转类结构件多点拼焊的系统，包括：上述的数字孪生系统；以及物理制造系统，包括：自动拼焊模块，被配置为根据数字孪生系统生成的包含各物理设备的运动轨迹的执行程序，对旋转类结构件进行多点拼焊；在线检测模块，被配置为建立以旋转类结构件为基准的全局坐标系，获得自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系，并确定焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息；集中控制模块，被配置为将位置关系以及焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息发送至数字孪生系统，以及接收数字孪生系统生成的执行程序。
[0020]在一些实施例中，全局定位系统，被配置为建立以旋转类结构件为基准的全局坐
标系，并获取自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系；视觉引导系统，被配置为确定焊接件相对于抓取机器人的位姿信息；位姿检测系统，被配置为确定旋转类结构件相对于抓取机器人的位姿信息，其中，根据视觉引导系统的位置和位姿检测系统的位置，确定焊接件相对于旋转类结构件的位姿信息。
[0021]在一些实施例中，自动拼焊模块包括位于地轨上的变位机、定位焊接件的定位托盘、抓取机器人、焊接机器人和焊枪，其中，旋转类结构件位于变位机；抓取机器人和焊接机器人分别位于变位机两侧；焊枪安装在焊接机器人上；位姿检测系统安装在抓取机器人上；以及视觉导航系统安装在定位托盘上。
[0022]根据本公开的另一方面，还提出一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述的旋转类结构件多点拼焊方法。
[0023]本公开实施例中，利用数字孪生系统构建数字孪生场景，并根据旋转类结构件多点拼焊过程中各物理实体设备的位姿信息，在数字孪生场景中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋转类结构件多点拼焊方法，包括：数字孪生系统在以旋转类结构件为基准的全局坐标系下，构建用于对所述旋转类结构件拼焊的自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系以及各物理设备的模型；根据各物理设备的模型和运动逻辑、以及所述位置关系，构建数字孪生场景；根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在所述数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹，并生成对应的执行程序；以及将所述执行程序发送至所述旋转类结构件所在的物理制造系统，以便所述物理制造系统控制各物理设备根据所述运动轨迹，对所述旋转类结构件进行多点拼焊。2.根据权利要求1所述的旋转类结构件多点拼焊方法，其中，所述位姿信息包括焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息，所述方法还包括：所述数字孪生系统根据所述焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息，确认多点拼焊过程的定位误差；以及若所述定位误差不满足要求，则重新在所述数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。3.根据权利要求1所述的旋转类结构件多点拼焊方法，还包括：所述数字孪生系统接收所述物理制造系统发送的多点拼焊过程的定位误差；以及若所述定位误差不满足要求，则重新在所述数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。4.根据权利要求1所述的旋转类结构件多点拼焊方法，其中，根据实时获取的各物理设备的位姿信息，在所述数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹包括：根据各物理设备的模型、人机交互数据以及实时获取的各物理设备的位姿信息，在所述数字孪生场景中规划各物理设备的运动轨迹。5.根据权利要求1所述的旋转类结构件多点拼焊方法，还包括：所述数字孪生系统实时获取各物理设备的运动姿态，驱动所述数字孪生场景中各物理设备的同步运动。6.根据权利要求1至5任一所述的旋转类结构件多点拼焊方法，其中，所述物理制造系统建立以旋转类结构件为基准的全局坐标系，获得自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系，并确定焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息；以及将所述位置关系以及所述焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息发送至所述数字孪生系统。7.根据权利要求6所述的旋转类结构件多点拼焊方法，其中，确定焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息包括：通过视觉引导系统确定所述焊接件相对于抓取机器人的位姿信息；通过位姿检测系统确定所述旋转类结构件相对于所述抓取机器人的位姿信息；以及根据所述视觉引导系统的位置和位姿检测系统的位置，确定所述焊接件相对于所述旋转类结构件的位姿信息。8.根据权利要求7所述的旋转类结构件多点拼焊方法，其中，所述自动拼焊模块包括位于地轨上的变位机、定位焊接件的定位托盘、抓取机器人、焊接机器人和焊枪，其中，
所述旋转类结构件位于所述变位机；所述抓取机器人和所述焊接机器人分别位于所述变位机两侧；所述焊枪安装在所述焊接机器人上；位姿检测系统安装在所述抓取机器人上；以及所述视觉导航系统安装在所述定位托盘上。9.一种用于旋转类结构件多点拼焊的数字孪生系统，包括：数字建模模块，被配置为在以旋转类结构件为基准的全局坐标系下，构建用于对所述旋转类结构件拼焊的自动拼焊模块中各物理设备和空间环境的位置关系以及各物理设备的模型，根据各物理设备的模型和运动逻辑、以及所述位置关系，构建数字孪生场景；轨迹规划模块，被配置为根据实时获取的各物理设...

【专利技术属性】
技术研发人员：蹤雪梅，康凯旋，何冰，余淼，
申请(专利权)人：徐州徐工筑路机械有限公司，
类型：发明
国别省市：