【技术实现步骤摘要】
本申请涉及工业机器人，尤其涉及一种随动焊接装置及其控制方法。
技术介绍
1、机器人自动化加工方式具有效率高，成品质量稳定，适用于有害环境等特点，被大量运用于机器人焊接和机器人喷涂领域，如弧焊机器人和火焰喷铝机器人，这些设备都需要配套的六轴工业机器人系统和相应的送丝装置，机器人系统用于带动焊枪和喷枪沿指定焊缝或喷涂轨迹运行，送丝装置则用于焊接材料和喷涂原料的输送，如弧焊机器人的焊丝输送，火焰喷铝机器人的铝丝输送。
2、送丝装置需使机器人作业过程中送丝速度、送丝角度尽量稳定，才能保证焊接后的焊缝精度和喷涂后的表面质量，目前现有工业机器人在作业过程中容易送丝不均匀、易出现卡丝等故障现象，不能进行自适应调节，稳定性差，严重影响加工质量，因此如何实现机器人作业过程中的送丝稳定性是一个普遍问题。
技术实现思路
1、本申请的主要目的在于提供一种随动焊接装置及其控制方法，旨在解决现有工业机器人送丝稳定性差的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请提供一种随动焊接装置，包括工业机器人和送丝装置，工业机器人用于牵引焊丝以进行焊接操作，送丝装置包括框架，框架上设置有升降机构，升降机构连接有滑台，滑台一侧连接有支座，支座上设置有料盘，料盘用于安装焊丝，升降机构用于调整料盘上下高度。
3、可选地，工业机器人包括旋转底座，旋转底座上设置有可转动的第一机器臂，第一机器臂连接有可转动的第二机器臂，第二机器臂顶部设置有推丝机，第二机器臂末端设置有拉丝机，还包括导丝管，导丝管依次穿过
4、可选地，升降机构包括设置于框架顶部的伺服电机，伺服电机底部连接有丝杆，丝杆底部活动连接于框架内底部，丝杆螺纹贯穿滑台，框架两内侧壁均设置有导滑轨，滑台可滑动地连接于两导滑轨之间。
5、可选地，框架的内底部和内顶部均设置有限位开关，限位开关用于感应支座或滑台的位置。
6、一种控制方法，用于控制上述的一种随动焊接装置，包括以下步骤：
7、启动工业机器人和送丝装置；
8、采集工业机器人的关节角度数据，以建立第一机器臂和第二机器臂之间的dh参数表；
9、根据关节角度数据和dh参数表，获得第一坐标系相对于参考坐标系的转换矩阵；其中，第一坐标系为以第一机器臂的关节轴中心建立的坐标系，记为(x1，y1)，参考坐标系为以框架底部中心建立的坐标系，记为(xb，yb)；
10、根据转换矩阵，获得第二坐标系相对于参考坐标系的坐标值；其中，第二坐标系为以第二机器臂的关节轴中心建立的坐标系，记为(x2，y2)；
11、根据第二坐标系的坐标值，获得滑台中心与框架底部的距离h；
12、实时调整距离h，以使导丝管出丝方向与第二机器臂长度方向保持平行。
13、可选地，所述采集工业机器人的关节角度数据，以建立第一机器臂和第二机器臂之间的dh参数表，包括：
14、建立原点坐标系和第一坐标系；其中，原点坐标系为以旋转底座顶部中心建立的坐标系，记为(x0，y0)；
15、分别采集旋转底座的旋转角度j1、第一机器臂的旋转角度j2和第二机器臂的旋转角度j3；
16、根据原点坐标系、第一坐标系、旋转角度j2以及旋转角度j3，建立第一机器臂和第二机器臂之间的dh参数表如下：
17、
18、表中，
19、α0表示绕x0轴，从z0旋转到z1的角度；
20、a0表示沿x0轴，从z0移动到z1的距离；
21、d1表示沿z1轴，从x0移动到x1的距离；
22、θ1表示绕z1轴，从x0旋转到x1的角度；
23、其中，根据右手法则，z0表示右手四指从x0握向y0，大拇指所指方向；z1表示右手四指从x1握向y0，大拇指所指方向。
24、可选地，所述根据关节角度数据和dh参数表，获得第一坐标系相对于参考坐标系的转换矩阵，包括：
25、根据齐次坐标变换法，建立变换公式，如下：
26、
27、式中，z表示原点坐标系相对于参考坐标系的变换矩阵；
28、rot(z，θ1)表示绕z1轴，从x0旋转到x1的旋转变换矩阵；
29、根据dh参数表，代入变换公式，可得：
30、
31、式中，s和c分别表示为sin()和cos()的缩写；e表示旋转底座中心与框架底部中心的距离，l1表示旋转底座的高度。
32、可选地，所述根据转换矩阵，获得第二坐标系相对于参考坐标系的坐标值，包括：
33、获取第二坐标系在第一坐标系中的坐标值为(l2，0，0)；
34、根据坐标值(l2，0，0)以及转换矩阵，得到如下等式一：
35、
36、根据等式一，获得第二坐标系相对于参考坐标系的坐标值，如下：
37、x2＝cj1·sj2·l2+e
38、y2＝cj2l2+l1
39、其中，l2表示第一机器臂的长度。
40、可选地，所述根据第二坐标系的坐标值，获得滑台中心与框架底部的距离h，包括：
41、根据如下等式二，获得距离h：
42、h＝y2+t(j2+j3)x2-s(j2+j3)e将第二坐标系相对于参考坐标系的坐标值代入等式二，获得距离h为：
43、h＝cj2l2+l1+t(j2+j3)(cj1·sj2·l2+e)-s(j2+j3)e
44、其中，t为tan()的缩写；e表示料盘旋转中心与框架侧面的距离。
45、可选地，所述实时调整距离h，包括：
46、输入调整值，判断输入调整值后的距离h是否在限定范围，若是，执行调整动作；若否，则返回至所述采集工业机器人的关节角度数据，以建立第一机器臂和第二机器臂之间的dh参数表的步骤。
47、本申请所能实现的有益效果如下：
48、本申请通过配置送丝装置来适配工业机器人共同工作，当工业机器人运动轨迹发生变化时，可通过升降机构带动滑台、支座以及支座上的料盘整体上下移动，从而调整料盘上下高度，使焊丝与工业机器人的出丝方向尽可能保持平行，从而尽可能使焊丝的弯曲度最低，杜绝了焊丝大幅度弯曲的可能性，同时保留了丝材小弯曲变形时的校正变形能力，使送丝更加平滑均匀，提高了送丝平稳性，本申请摒弃了传统的机械臂上加装丝盘的送丝方式，通过外置送丝装置，大幅减小工业机器人负载，提高工业机器人动态性能，且可方便用于大型丝盘的安装使用。
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1.一种随动焊接装置，其特征在于，包括工业机器人和送丝装置，所述工业机器人用于牵引焊丝以进行焊接操作，所述送丝装置包括框架，所述框架上设置有升降机构，所述升降机构连接有滑台，所述滑台一侧连接有支座，所述支座上设置有料盘，所述料盘用于安装焊丝，所述升降机构用于调整所述料盘上下高度。
2.如权利要求1所述的一种随动焊接装置，其特征在于，所述工业机器人包括旋转底座，所述旋转底座上设置有可转动的第一机器臂，所述第一机器臂连接有可转动的第二机器臂，所述第二机器臂顶部设置有推丝机，所述第二机器臂末端设置有拉丝机，还包括导丝管，所述导丝管依次穿过推丝机和拉丝机，所述导丝管用于套接所述料盘上的焊丝。
3.如权利要求1或2所述的一种随动焊接装置，其特征在于，所述升降机构包括设置于所述框架顶部的伺服电机，所述伺服电机底部连接有丝杆，所述丝杆底部活动连接于所述框架内底部，所述丝杆螺纹贯穿所述滑台，所述框架两内侧壁均设置有导滑轨，所述滑台可滑动地连接于两所述导滑轨之间。
4.如权利要求3所述的一种随动焊接装置，其特征在于，所述框架的内底部和内顶部均设置有限位开关，所述
5.一种控制方法，用于控制如权利要求2所述的一种随动焊接装置，其特征在于，包括以下步骤：
6.如权利要求5所述的一种控制方法，其特征在于，所述采集所述工业机器人的关节角度数据，以建立所述第一机器臂和所述第二机器臂之间的DH参数表，包括：
7.如权利要求6所述的一种控制方法，其特征在于，所述根据所述关节角度数据和所述DH参数表，获得第一坐标系相对于参考坐标系的转换矩阵，包括：
8.如权利要求7所述的一种控制方法，其特征在于，所述根据所述转换矩阵，获得第二坐标系相对于所述参考坐标系的坐标值，包括：
9.如权利要求8所述的一种控制方法，其特征在于，所述根据所述第二坐标系的坐标值，获得所述滑台中心与所述框架底部的距离H，包括：
10.如权利要求5-9中任一项所述的一种控制方法，其特征在于，所述实时调整距离H，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种随动焊接装置，其特征在于，包括工业机器人和送丝装置，所述工业机器人用于牵引焊丝以进行焊接操作，所述送丝装置包括框架，所述框架上设置有升降机构，所述升降机构连接有滑台，所述滑台一侧连接有支座，所述支座上设置有料盘，所述料盘用于安装焊丝，所述升降机构用于调整所述料盘上下高度。
2.如权利要求1所述的一种随动焊接装置，其特征在于，所述工业机器人包括旋转底座，所述旋转底座上设置有可转动的第一机器臂，所述第一机器臂连接有可转动的第二机器臂，所述第二机器臂顶部设置有推丝机，所述第二机器臂末端设置有拉丝机，还包括导丝管，所述导丝管依次穿过推丝机和拉丝机，所述导丝管用于套接所述料盘上的焊丝。
3.如权利要求1或2所述的一种随动焊接装置，其特征在于，所述升降机构包括设置于所述框架顶部的伺服电机，所述伺服电机底部连接有丝杆，所述丝杆底部活动连接于所述框架内底部，所述丝杆螺纹贯穿所述滑台，所述框架两内侧壁均设置有导滑轨，所述滑台可滑动地连接于两所述导滑轨之间。
4.如权利要求3所...
【专利技术属性】
技术研发人员：高景秋，唐凯，梁杰，陈柯，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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