(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211155253.7 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 北京石油化工学院 地址 102600 北京市大兴区清源北路19号 (72)发明人 黄继强　李万祺　薛龙　姚舒晏　 张瑞英　邹勇　梁亚军　曹莹瑜　 黄军芬　韩峰　张锐　 (74)专利代理 机构 北京细软智谷知识产权代理 有限责任公司 1 1471 专利代理师 葛钟 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) B23K 37/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/17(2020.01) (54)发明名称 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、 装置及设备 (57)摘要 本申请涉及焊接机器人技术领域， 尤其涉及 一种基于焊接变形预测的轨迹规划的方法、 装置 及设备， 包括： 对待焊件进行数值模拟， 得到模拟 的焊接变形量； 将所述模拟的焊接变形量和预先 得到的实际的焊接变形量作对比， 得到焊接变形 前馈量； 基于得到的焊接变形前馈量， 通过前馈 补偿的方法加入变形量补偿值， 得到焊接变形预 测前馈的轨迹规划的结果。 本申通过实践结果来 修正理论偏 差， 解决了因焊接变形造成的规划路 径与实际工件焊缝轨迹间的失配难题， 为复杂工 况下移动焊接机器人的路径规划设计提供新的 解决方案， 提升移动焊接机器人领域的焊接适应 性和焊接效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115488887 A 2022.12.20 CN 115488887 A 1.一种基于焊接变形 预测的轨 迹规划的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 对待焊件进行 数值模拟， 得到模拟的焊接变形量； 将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对比， 得到焊接变形前馈 量； 基于得到的焊接变形前馈量， 通过前馈补偿的方法加入变形量补偿值， 得到焊接变形 预测前馈的轨 迹规划的结果。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述对待焊件进行数值模拟， 得到模拟的 焊接变形量， 包括： 对待焊件进行数值模拟， 得到数值模拟总变形量， 所述数值模拟总变形量即为模拟的 焊接变形量； 所述数值模拟总变形量为数值模拟横向变形量和数值模拟 纵向变形量的矢量和， 所述 数值模拟总变形量的计算公式为： 其中， 表示数值模拟纵向固有变形量， 表示数值模拟横向固有变形量， 表示数 值模拟总变形量， n表示路径点的个数。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述纵向变形量的计算公式为： 其中， 表示数值模拟纵向固有 变形量， 表示数值模拟沿焊缝方向纵向固有 应变， h 表示焊接 接头的厚度。 4.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述数值模拟 横向变形量的计算公式为： 其中， 表示数值模拟横向固有变形量， 表示数值模拟垂直于焊缝的横向固有应 变， h表示焊接 接头的厚度。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述实际的焊接变形量即为通过焊接实 验， 得到的实验测量总变形量； 所述实验测量总变形量的计算公式为： 其中， v′n表示实验测量总变形量， n表示路径点个数， 表示实验测量纵向固有变形 量， 表示实验测量横向固有变形量。 6.根据权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 计算所述实验测量纵向固有变形量， 包括： 通过实验测量的焊件的宽度与实验测量的沿焊缝方向纵向固有应变进行乘积运算， 得权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115488887 A 2到实验测量纵向固有变形量。 7.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述焊接变形前馈量包括:焊接变形总前 馈量和焊接变形节点前馈量； 计算所述焊接变形节点前馈量， 包括： 通过所述实验测量总变形量和所述数值模拟总 变形量进行平方运 算， 得到所述焊接变形节点前馈量； 计算所述焊接变形总前馈量， 包括： 基于所述焊接变形节点前馈量， 通过计算指定所述 数值模拟次数和实验次数下的所述焊接变形节点前馈量的总和， 得到所述焊接变形总前馈 量。 8.根据权利要求1所述的方法， 所述基于得到的焊接变形前馈量， 通过前馈补偿的方法 加入变形量补偿值， 得到焊接变形 预测前馈的轨 迹规划的结果， 包括： 基于所述焊接变形前馈量， 对基础 路径进行纠偏， 得到目标路径点的位置偏移量， 标定 一系列等距间隔目标路径点的空间坐标， 利用高次多项式插值的方式得到位移、 速度、 加速 度光滑曲线， 进 行逆运动学求解得到各个关节运动角度变化量输入到机器人控制器中使机 器人末端沿着前馈修 正路径行进， 得到焊接变形 预测前馈的轨 迹规划的结果。 9.一种基于焊接变形 预测的轨 迹规划的装置， 其特 征在于， 所述装置包括： 数值模拟模块， 用于对待焊件进行 数值模拟， 得到模拟的焊接变形量； 前馈量获取模块,用于将所述模拟的焊接变形量和预先得到的实际的焊接变形量作对 比， 得到焊接变形 前馈量； 焊接变形轨迹预测模块， 用于基于得到的焊接变形前馈量， 通过前馈补偿的方法加入 变形量补偿值， 得到焊接变形 预测前馈的轨 迹规划的结果。 10.一种基于焊接变形 预测的轨 迹规划的设备， 其特 征在于， 所述设备包括： 存储器， 其上存 储有可执行程序； 处理器， 用于执行所述存储器 中的所述可执行程序， 以实现权利要求1 ‑8中任一项所述 方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115488887 A 3