一种厚板焊接机器人轨迹规划方法、可读存储介质及装置与流程

本发明涉及一种厚板焊接机器人轨迹规划方法、可读存储介质及装置，属于工业机器人控制。

背景技术：

1、在工业机器人的轨迹控制中，示教点是规划机器人运动轨迹的基础，示教点的准确性直接决定了机器人运动轨迹的精度和平滑性。示教点处理作为机器人控制系统中轨迹规划的的核心组件之一，负责根据示教点类型对示教点进行针对性修改处理后，再解析成轨迹段，以适配不同的运动场景需求。

2、目前，现有技术中轨迹规划对示教点的修改方式较为单一，多采用统一的修改逻辑，应用于厚板多层多道焊接等复杂场景，导致生成的示教点无法精准匹配厚板焊接轨迹规划需求，容易出现应用范围窄、平滑性不足、圆弧轨迹偏移等问题，影响机器人的运动精度和工作效率。尤其是在圆弧轨迹占比高、轨迹衔接复杂的场景中，现有处理方法难以兼顾复杂的焊接场景需求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种厚板焊接机器人轨迹规划方法、可读存储介质及装置，考虑了示教点的轨迹段属性以及各个示教点所在轨迹段间的衔接关系，综合了每个分段特性，进而能够准确地对示教点进行补足，解决了当前焊接机器人轨迹规划采用统一的修改逻辑对示教点进行修改补足，示教点分布不能重合最优路径、对圆弧轨迹占比高的复杂场景适配差的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、本发明第一方面提供了一种厚板焊接机器人轨迹规划方法，包括：

4、获取板材目标焊道各区域对应的示教点集合以及机器人实际位置；其中，所述区域包括焊接区与空走区；

5、根据示教点集合，生成初始轨迹段；

6、从示教点集合中选取起始处理编号和结束处理编号，并对起始处理编号和结束处理编号所在区间的示教点进行解析处理，生成待处理轨迹段；

7、基于机器人实际位置，从初始轨迹段中依次选取示教点，确定各个示教点的轨迹段属性和圆弧计数；所述轨迹段属性包括停留段、直线段、ptp段和圆弧段；

8、基于起始处理编号、结束处理编号、轨迹段属性和圆弧计数，对初始轨迹段进行分段解析处理，确定待处理轨迹段的开始轨迹段插入标识和结束轨迹段插入标识；

9、基于开始轨迹段插入标识和结束轨迹段标识，对圆弧段进行示教点补足，得到目标焊道各区域对应的补足示教点集合；

10、解析补足示教点集合，得到重新规划的焊接机器人轨迹段。

11、进一步地，所述基于机器人实际位置，从初始轨迹段中依次选取示教点，确定各个示教点的轨迹段属性和圆弧计数，包括：

12、获取被选取示教点的点类型和位置；所述点类型包括ptp点、直线点和圆弧点；

13、将机器人实际位置作为初始轨迹段中第一个示教点的上一个示教点位置；

14、将初始轨迹段中被选取示教点位置与上一个示教点位置进行对比，得到位置对比结果；

15、根据位置对比结果和被选取示教点的点类型，得到被选取示教点的轨迹段属性和圆弧计数。

16、更进一步地，所述根据位置对比结果和被选取示教点的点类型，得到被选取示教点的轨迹段属性和圆弧计数，包括：

17、若被选取示教点与上一个示教点的位置相同，则被选取示教点的轨迹属性为停留段；若被选取示教点的点类型为圆弧点，则圆弧计数+1，否则圆弧计数=0；

18、若被选取示教点与上一个示教点的位置不相同，且被选取示教点的类型为ptp点，则被选取示教点的轨迹属性为ptp段，圆弧计数=0；

19、若被选取示教点与上一个示教点的位置不相同，且被选取示教点的类型为直线点，则被选取示教点的轨迹属性为直线段，圆弧计数=0；

20、若被选取示教点与上一个示教点的位置不相同，且被选取示教点的类型为圆弧点，则被选取示教点的轨迹属性为圆弧段，圆弧计数+1。

21、进一步地，所述基于起始处理编号、结束处理编号、轨迹段属性和圆弧计数，对初始轨迹段进行分段解析处理，确定待处理轨迹段的开始轨迹段插入标识和结束轨迹段插入标识，包括：

22、根据起始处理编号和结束处理编号，对初始轨迹段进行分段处理，将初始轨迹段划分为上一轨迹段、开始轨迹段、下一轨迹段、结束轨迹段和结束后轨迹段；

23、其中，以起始处理编号对应的示教点为终点的轨迹段为上一轨迹段；

24、以起始处理编号对应的示教点为起点的轨迹段为开始轨迹段；以起始处理编号+1对应的示教点为起点的轨迹段为下一轨迹段；

25、以结束处理编号对应的示教点为终点的轨迹段为结束轨迹段；

26、以结束处理编号对应的示教点为起点的轨迹段为结束后轨迹段；

27、根据轨迹段属性和圆弧计数，确定初始轨迹段中各分段的轨迹段类型；

28、根据各分段的轨迹段类型，确定开始轨迹段插入标识和结束轨迹段标识。

29、更进一步地，所述根据轨迹段属性和圆弧计数，确定初始轨迹段中各分段的轨迹段类型，包括：

30、若分段中存在连续的示教点l、n和m，被选取示教点为示教点m；

31、若示教点m的轨迹段属性为圆弧，且示教点l、n和m三点不共线，则示教点l、n和m组成圆弧lnm段；

32、若圆弧计数≠3，示教点m是圆弧分离点，则示教点m前段圆弧轨迹为圆弧ln段，示教点m本段圆弧轨迹为圆弧nm段，且圆弧计数重新赋值=1；

33、若圆弧计数≠3，示教点m是圆弧连续点且示教点m的下一个示教点不是圆弧点，则示教点m前段圆弧轨迹为圆弧ln段，示教点m本段圆弧轨迹为圆弧nm段；

34、若圆弧计数＝3，则示教点m前段圆弧轨迹为圆弧ln段，圆弧计数重新赋值=2；若示教点m的轨迹段属性为圆弧，则示教点m本段圆弧轨迹为圆弧nm段。

35、更进一步地，所述根据轨迹段属性和圆弧计数，确定初始轨迹段中各分段的轨迹段类型，还包括：

36、若示教点m的轨迹段属性为圆弧，且示教点l、n和m三点共线，则将示教点l的轨迹段属性修改为直线段，则示教点l、n和m组成直线段；

37、若示教点m的轨迹段属性为圆弧，且示教点l、n和m三点不共线，则示教点l、n和m组成圆弧lnm段；若圆弧计数≠3，示教点m既不是圆弧分离点，也不是圆弧连续点，则将示教点l的轨迹段属性修改为直线段；若圆弧计数≠3，示教点m不是圆弧分离点，且示教点m的下一个示教点是圆弧点，则将示教点l的轨迹段属性修改为直线段。

38、更进一步地，所述根据各分段的轨迹段类型，确定开始轨迹段插入标识和结束轨迹段标识，包括：

39、若开始轨迹段是圆弧段，开始轨迹段下一个示教点是圆弧分离点、开始轨迹段下一个示教点是最后一个示教点或下一轨迹段不是圆弧段，则开始轨迹段插入标识=1；起始处理编号和结束处理编号对应的示教点是相邻的圆弧连续点，则开始轨迹段插入标识=4；

40、若开始轨迹段不是圆弧段，则开始轨迹段插入标识=0；

41、若结束轨迹段是圆弧且结束处理编号＞开始处理编号+2，若结束处理编号对应的示教点是圆弧连续点且结束后轨迹段为圆弧段，则结束轨迹段插入标识=1，否则结束轨迹段插入标识=0；

42、若结束轨迹段不是圆弧或结束处理编号≤开始处理编号+2，则结束轨迹段插入标识=0；

43、其中，开始轨迹段插入标识=0，结束轨迹段插入标识=0表示不补足新的示教点；开始轨迹段插入标识=1表示在开始轨迹段中间插入1个示教点；开始轨迹段插入标识=4表示在下一轨迹段中间插入1个示教点；结束轨迹段插入标识=1表示在结束轨迹段中间插入一个示教点。

44、更进一步地，所述根据各分段的轨迹段类型，确定开始轨迹段插入标识和结束轨迹段标识，还包括：

45、若起始处理编号＝结束处理编号，且上一轨迹段不是圆弧段，则结束轨迹段插入标识=0；

46、若起始处理编号＝结束处理编号，且上一轨迹段是圆弧段，若起始处理编号对应的示教点是圆弧分离点、最后一个示教点或圆弧结束点，则开始轨迹段插入标识=2；

47、若起始处理编号＝结束处理编号，且上一轨迹段是圆弧段，若起始处理编号对应的示教点是圆弧连续点，但下一轨迹段不是圆弧段，则开始轨迹段插入标识=2；

48、若起始处理编号＝结束处理编号，起始处理编号对应的示教点是圆弧连续点，且下一轨迹段是圆弧段，则开始轨迹段插入标识=3；

49、其中，结束轨迹段插入标识=0表示不补足新的示教点；开始轨迹段插入标识=2、开始轨迹段插入标识=3表示在上一轨迹段中间插入两个示教点。

50、本发明第二方面提供了一种厚板焊接机器人轨迹规划装置，包括：

51、焊道示教点获取模块，用于获取板材目标焊道各区域对应的示教点集合以及机器人实际位置；其中，所述区域包括焊接区与空走区；

52、初始轨迹段生成模块，用于根据示教点集合，生成初始轨迹段；

53、待处理轨迹段生成模块，用于从示教点集合中选取起始处理编号和结束处理编号，并对起始处理编号和结束处理编号所在区间的示教点进行解析处理，生成待处理轨迹段；

54、示教点修改补足参数获取模块，用于基于机器人实际位置，从初始轨迹段中依次选取示教点，确定各个示教点的轨迹段属性和圆弧计数；所述轨迹段属性包括停留段、直线段、ptp段和圆弧段；

55、插入标识标定模块，用于基于起始处理编号、结束处理编号、轨迹段属性和圆弧计数，对初始轨迹段进行分段解析处理，确定待处理轨迹段的开始轨迹段插入标识和结束轨迹段插入标识；

56、示教点补足模块，用于基于开始轨迹段插入标识和结束轨迹段标识，对圆弧段进行示教点补足，得到目标焊道各区域对应的补足示教点集合；

57、轨迹规划模块，用于解析补足示教点集合，得到重新规划的焊接机器人轨迹段。

58、本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如上述的厚板焊接机器人轨迹规划方法。

59、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

60、1、本发明考虑了示教点的轨迹段属性以及各个示教点所在轨迹段间的衔接关系，综合了每个分段特性，进而能够准确地对示教点进行补足，解决了当前焊接机器人轨迹规划采用统一的修改逻辑对示教点进行修改补足，示教点分布不能重合最优路径、对圆弧轨迹占比高的复杂场景适配差的问题。

61、2、本发明能够基于圆弧计数以及所选示教点与其连续两个示教点的位置分布情况，能够快速确定并修改三个示教点的实际轨迹段属性以及组成的轨迹段类型。