焊缝偏移位置的确定方法、焊接方法及相关装置与流程

1.本技术涉及焊接技术领域，特别是涉及一种焊缝偏移位置的确定方法、焊接方法及相关装置。


背景技术：

2.在焊接应用中，由于工装夹具及焊接工件一致性不好等问题会导致工件实际焊缝位置与示教焊缝位置不一致，这样的工件无法使用机器人焊接实现批量生产。
3.相关技术对焊缝偏移位置的寻找是通过给焊丝通低压，当焊丝碰到工件后导通，并记录下碰到工件的位置，根据工件可能偏移的不同情况，用焊丝触碰的点数不一，最多可能触碰六个点。
4.不足之处在于，因为焊丝触碰过程中焊丝会变形，计算偏移位置的精度较低，焊丝触碰工件耗时多，特别是要触碰六次的情况时，会增加示教难度。


技术实现要素：

5.本技术主要解决的技术问题是提供一种焊缝偏移位置的确定方法、焊接方法及相关装置，能够无需触碰待焊接工件，减少确定焊缝的位置坐标的时间，提高后续焊接的效率。
6.本技术采用的一个技术方案是：提供一种焊缝偏移位置的确定方法，该方法包括：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
7.其中，确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标，包括：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标；或确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标，包括：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
8.其中，采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标，包括：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件的左图像和右图像；确定标准工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置；根据左坐标位置和右坐标位置，计算标准工件在世界坐标系下的第一位置坐标。
9.其中，采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标，包括：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件的左图像和右图像；确定待焊接工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置；根据左坐标位置和右坐标位置，计算待焊接工件在世界坐标系下的第二位置坐标。
10.其中，计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵，包括：采用以下公式计算齐次变换矩阵：
[0011][0012]
其中，(x,y,z)为第一位置坐标，(x',y',z')为第二位置坐标，t(t
x
,ty,tz)为齐次变换矩阵。
[0013]
其中，根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标；利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0014]
其中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝上多个轨迹点的位置坐标。
[0015]
其中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。
[0016]
其中，利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标，包括：采用以下公式计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标：p'＝t*p；其中，p为第一焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，p'为第二焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，t为齐次变换矩阵。
[0017]
本技术采用的另一个技术方案是：提供一种焊接方法，该方法包括：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。
[0018]
其中，确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标，包括：
[0019]
采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标；或确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标，包括：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
[0020]
其中，根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标；利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0021]
其中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝上多个轨迹点的位置坐标。
[0022]
其中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标，包括：获取标准工件的第一焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。
[0023]
其中，利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标，包括：采用以下公式计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标：p'＝t*p；其中，p为第一焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，p'为第二焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，t为齐次变换矩阵。
[0024]
本技术采用的另一个技术方案是：提供一种焊接机器人，该焊接机器人包括相互
连接的处理器以及存储器，存储器用于存储程序数据，处理器用于执行程序数据以实现以下方法：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。
[0025]
其中，焊接机器人还包括双目视觉相机，用于对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标；或对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
[0026]
本技术采用的另一个技术方案是：提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有程序数据，程序数据在被处理器执行时，用于实现上述技术方案提供的任一方法。
[0027]
本技术的有益效果是：区别于现有技术的情况，本技术的一种焊缝偏移位置的确定方法，该方法包括：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。通过上述方式，计算出标准工件的第一位置坐标与待焊接工件的第二位置坐标的齐次变换矩阵求得待焊接工件的第二焊缝的位置坐标，在此过程中无需触碰待焊接工件，减少确定焊缝的位置坐标的时间，提高后续焊接的效率。
附图说明
[0028]
为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0029]
图1是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第一实施例的流程示意图；
[0030]
图2是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第一实施例中标准工件和待焊接工件的一结构示意图；
[0031]
图3是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第一实施例中标准工件和待焊接工件的另一结构示意图
[0032]
图4是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第一实施例中步骤14的具体流程示意图；
[0033]
图5是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第二实施例的流程示意图；
[0034]
图6是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第二实施例中步骤41的具体流程示意图；
[0035]
图7是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第二实施例中标准工件与双目视觉相机的位置示意图；
[0036]
图8是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第二实施例中步骤42的具体流程示意图；
[0037]
图9是本技术提供的焊接方法第一实施例的流程示意图；
[0038]
图10是本技术提供的焊接机器人第一实施例的结构示意图；
[0039]
图11是本技术提供的焊接机器人第二实施例的结构示意图；
[0040]
图12是本技术提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部结构。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0042]
本技术中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0043]
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0044]
参阅图1，图1是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第一实施例的流程示意图，该方法包括：
[0045]
步骤11：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标。
[0046]
在一些实施例中，确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标，可以是以当前焊接工具为基准，建立坐标系，将此坐标系认定为预设坐标系，则可确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标。
[0047]
在一些实施例，所有的位置坐标均以世界坐标系为预设坐标系。
[0048]
可以理解，第一位置坐标在本实施例中指的是标准工件在焊接前及焊接时的位置坐标，标准工件在此位置坐标下完成焊接。
[0049]
步骤12：确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0050]
结合图2，进行说明：如图2左侧为标准工件21的结构示意图，右侧为待焊接工件22的结构示意图。标准工件21包括上焊接块211、下焊接块212和焊缝213。通过对焊缝213进行焊接，将上焊接块211和下焊接块212固定如图2所示的标准工件21。此时，标准工件21的沿焊缝213的轨迹得以记录，以做下一个待焊接工件的焊接轨迹。而待焊接工件22包括上焊接块221、下焊接块222和焊缝223。上焊接块221和上焊接块211、下焊接块222和下焊接块212属于同规格的焊接块。
[0051]
由于装夹上下焊接块时工具存在误差，导致装夹后的待焊接工件22的位置坐标与标准工件21的坐标不一致，则此时需要确定待焊接工件22在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0052]
可以理解，待焊接工件的第二位置坐标与标准工件的第一位置坐标属于同一坐标
系下的坐标。
[0053]
步骤13：计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵。
[0054]
在一些实施例中，可采用以下公式计算齐次变换矩阵：
[0055][0056]
其中，(x,y,z)为标准工件21中某一参考点在预设坐标系下的第一位置坐标，(x',y',z')为待焊接工件22中该参考点在该预设坐标系下的第二位置坐标，t(t
x
,ty,tz)为齐次变换矩阵。
[0057]
举例说明：如第一位置坐标为(-2，2，3)，第二位置坐标为(-3，1，2)，则齐次变换矩阵为(-1，-1，-1)。
[0058]
在一些实施例中，第一位置坐标与第二位置坐标之间的变换可以分解为按照预设顺序的平移和旋转变换。
[0059]
结合图3进行说明，如图3左侧为标准工件23的结构示意图，右侧为待焊接工件24的结构示意图。标准工件23包括上焊接块231、下焊接块232和焊缝233。通过对焊缝233进行焊接，将上焊接块231和下焊接块232固定如图3所示的标准工件23。此时，标准工件23的沿焊缝233的轨迹得以记录，以做下一个待焊接工件的焊接轨迹。而待焊接工件24包括上焊接块241、下焊接块242和焊缝243。上焊接块241和上焊接块231、下焊接块242和下焊接块232属于同规格的焊接块。
[0060]
由于装夹上下焊接块时工具存在误差，导致装夹后的待焊接工件24的位置坐标与标准工件23的坐标不一致，则此时需要确定待焊接工件24在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0061]
可以理解，待焊接工件的第二位置坐标与标准工件的第一位置坐标属于同一坐标系下的坐标。
[0062]
如图3所示，获取标准工件23上的点a、点b和点c的位置信息，其中，点a的位置信息为[a1,a2,a3]，点b的位置信息为[b1,b2,b3]，点c的位置信息为[c1,c2,c3]。通过点a、点b和点c的位置信息可以计算出向量和两个向量叉乘后得到垂直于和的向量把和进行向量单位化处理，且和点a的位置信息一起组成一个齐次变换矩阵a1。其中，同理，获取待焊接工件24上的点a
′
、点b
′
和点c
′
的位置信息，其中，点a
′
的位置信息为[a1',a2',a3']，点b
′
的位置信息为[b1',b2',b3']，点c
′
的位置信息为[c1',c2',c3']。通过点a
′
、点b
′
和点c
′
的位置信息可以计算出向量和两个向量叉乘后得到垂直于和的向量把和进行向量单位化处理，且和点a
′
的位置信息一起组成一个齐次变换矩阵a1
′
。其中，
[0063]
根据已知的a1和a1
′
，求出从a1到a1
′
的齐次变换矩阵m，其中，m表示标准位置和偏移位置的齐次矩阵变换关系。其中，m、a1和a1
′
的关系如下：
[0064]
在得到齐次变换矩阵m后，即可进行步骤14。
[0065]
可以理解，图2和图3仅为示意，实际情况下标准工件上的焊缝数量大于等于1，因此在求出标准位置和偏移位置的齐次矩阵变换关系后，其余焊缝的偏移位置可根据此关系求出。
[0066]
步骤14：根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0067]
在一些实施中，参阅图4，步骤14可以具体为：
[0068]
步骤141：获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标。
[0069]
在一些实施例中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标可以是获取标准工件的第一焊缝上多个轨迹点的位置坐标。如获取到一系列的轨迹点的位置为点a(-5，6，-7)、点b(-8，4，-8)、点c(-11，2，-9)、点d(-14，0，-10)，由这些轨迹点依次相连形成第一焊缝。
[0070]
在一些实施例中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标可以是获取标准工件的第一焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。如获取到的起点位置坐标和终点位置坐标分别为起点位置坐标s(5，6，7)，终点位置坐标p(10，12，14)。由起点位置坐标和终点位置坐标相连形成第一焊缝。
[0071]
步骤142：利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0072]
利用上述由第一位置坐标与第二位置坐标计算得到的齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0073]
具体的，可以采用以下公式计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标：
[0074]
p'＝t*p；
[0075]
其中，p为第一焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，p'为第二焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，t为齐次变换矩阵。
[0076]
例如，由第一位置坐标与第二位置坐标计算得到的齐次变换矩阵为(1，2，3)，第三位置坐标为(5，6，7)，则计算出第四位置坐标为(6，8，10)。
[0077]
在例如，由第一位置坐标与第二位置坐标计算得到的齐次变换矩阵为(1，1，1)，第三位置坐标有多个，分别为(1，4，7)、(2，5，8)、(3，6，9)，则计算出第四位置坐标为(2，5，8)、(3，6，9)、(4，7，10)。
[0078]
在一些实施例中，标准工件可以包括多条焊缝，相应的，与标准工件匹配的待焊接工件也有对应的多条焊缝。
[0079]
区别于现有技术，本技术提供的一种焊缝偏移位置的确定方法，该方法包括：确定
标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。通过上述方式，计算出标准工件的第一位置坐标与待焊接工件的第二位置坐标的齐次变换矩阵求得待焊接工件的第二焊缝的位置坐标，在此过程中无需触碰待焊接工件，减少确定焊缝的位置坐标的时间，提高后续焊接的效率。
[0080]
参阅图5，图5是本技术提供的焊缝偏移位置的确定方法第二实施例的流程示意图，该方法包括：
[0081]
步骤41：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标。
[0082]
在一些实施中，参阅图6，步骤41可以具体为：
[0083]
步骤411：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件的左图像和右图像。
[0084]
可选的，在采用双目视觉相机对标准工件拍照前，对相机进行标定，然后获取双目视觉相机的内部参数、外部参数。内部参数包括：焦距、主点、倾斜系数、畸变系数。
[0085]
可以理解，将双目视觉相机的双目分为左目和右目。左目获得的图像称之为左图像，右目获得的图像为右图像。
[0086]
步骤412：确定标准工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置。
[0087]
在一些实施例中，标准工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置均是指标准工件基于图像坐标系的位置，可以通过计算得到标准工件在左图像和/或右图像中相对于世界坐标系的位置坐标。
[0088]
步骤413：根据左坐标位置和右坐标位置，计算标准工件在世界坐标系下的第一位置坐标。
[0089]
在一些实施例中，参阅图7，对步骤413进行说明：
[0090]
在图7中，p为标准工件的位置，p1为标准工件在双目视觉相机的左目拍摄的左图像中的左坐标位置，p2为标准工件在双目视觉相机的右目拍摄的右图像中的右坐标位置。在此图中，均采用世界坐标系为基准，则可以计算出标准工件在世界坐标系下的第一位置坐标。在已知p1、p2的前提下，利用最小二乘法、视觉测距法等计算出p的位置坐标，即计算出标准工件在世界坐标系下的第一位置坐标。
[0091]
在一些实施例中，还可以采用单目、三目或者三目以上的视觉相机来进行拍照。
[0092]
步骤42：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
[0093]
在一些实施中，参阅图8，步骤42可以具体为：
[0094]
步骤421：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件的左图像和右图像。
[0095]
在一些实施例中，当待焊接工件来到焊接工位，采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件的左图像和右图像。
[0096]
步骤422：确定待焊接工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置。
[0097]
在一些实施例中，待焊接工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置
均是指标准工件基于图像坐标系的位置，可以通过计算得到标准工件在左图像和/或右图像中相对于世界坐标系的位置坐标。
[0098]
可以理解，待焊接工件的基准坐标系与上述的标准工件的基准坐标系一致。
[0099]
步骤423：根据左坐标位置和右坐标位置，计算待焊接工件在世界坐标系下的第二位置坐标。
[0100]
步骤43：计算第一位置坐标与所述第二位置坐标的齐次变换矩阵
[0101]
步骤44：根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0102]
步骤43-步骤44与上述实施例具有相同或相似的技术方案，这里不做赘述。
[0103]
参阅图9，图9是本技术提供的焊接方法第一实施例的流程示意图，该方法包括：
[0104]
步骤81：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标。
[0105]
在一些实施例中，确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标，可以是以当前焊接工具为基准，建立坐标系，将此坐标系认定为预设坐标系，则可确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标。
[0106]
在一些实施例，所有的位置坐标均以世界坐标系为预设坐标系。
[0107]
可以理解，第一位置坐标在本实施例中指的是标准工件在焊接前及焊接时的位置坐标，标准工件在此位置坐标下完成焊接。
[0108]
在一些实施例中，采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标。具体可以是：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件的左图像和右图像；确定标准工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置；根据左坐标位置和右坐标位置，计算标准工件在世界坐标系下的第一位置坐标。
[0109]
其中，提到的左图像、右图像、左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置可参考上述实施例中地描述，这里不再赘述。
[0110]
步骤82：确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0111]
可以理解，由于装夹工具存在的误差，导致装夹后的待焊接工件的第二位置坐标与标准工件的第一位置坐标不一致，则此时需要确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0112]
在本实施中，采用与确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标的相同的方式来确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标。
[0113]
在一些实施例中，采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。具体可以是：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件的左图像和右图像；确定待焊接工件在左图像中的左坐标位置和右图像中的右坐标位置；根据左坐标位置和右坐标位置，计算待焊接工件在世界坐标系下的第二位置坐标。
[0114]
步骤83：计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵。
[0115]
在一些实施例中，可采用以下公式计算齐次变换矩阵：
[0116][0117]
其中，(x,y,z)为第一位置坐标，(x',y',z')为第二位置坐标，t(t
x
,ty,tz)为齐次变换矩阵。
[0118]
通过确定的已知的第一位置坐标与第二位置坐标，计算出齐次变换矩阵。
[0119]
在一些实施例中，获取标准工件上的点a、点b和点c的位置信息，其中，点a的位置信息为[a1,a2,a3]，点b的位置信息为[b1,b2,b3]，点c的位置信息为[c1,c2,c3]。通过点a、点b和点c的位置信息可以计算出向量和两个向量叉乘后得到垂直于和的向量把和进行向量单位化处理，且和点a的位置信息一起组成一个齐次变换矩阵a1。其中，同理，获取待焊接工件上的点a
′
、点b
′
和点c
′
的位置信息，其中，点a
′
的位置信息为[a1',a2',a3']，点b
′
的位置信息为[b1',b2',b3']，点c
′
的位置信息为[c1',c2',c3']。通过点a
′
、点b
′
和点c
′
的位置信息可以计算出向量和两个向量叉乘后得到垂直于和的向量把和进行向量单位化处理，且和点a
′
的位置信息一起组成一个齐次变换矩阵a1
′
。其中，
[0120]
根据已知的a1和a1
′
，求出从a1到a1
′
的齐次变换矩阵m，其中，m表示标准位置和偏移位置的齐次矩阵变换关系。其中，m、a1和a1
′
的关系如下：
[0121]
在得到齐次变换矩阵m后，即可进行步骤84。
[0122]
可以理解，实际情况下标准工件上的焊缝数量大于等于1，因此在求出标准位置和偏移位置的齐次矩阵变换关系后，其余焊缝的偏移位置可根据此关系求出。
[0123]
步骤84：根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0124]
在一些实施例中，步骤84可以为获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标，然后利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0125]
获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标可以是获取标准工件的第一焊缝上多个轨迹点的位置坐标。如获取到一系列的轨迹点的位置为点a(-5，6，-7)、点b(-8，4，-8)、点c(-11，2，-9)、点d(-14，0，-10)，由这些轨迹点依次相连形成第一焊缝。
[0126]
在一些实施例中，获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标可以是获取标准工件的第一焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。如获取到的起点位置坐标和终点位置坐标分别为起点位置坐标s(5，6，7)，终点位置坐标q(10，12，14)。由起点位置坐标和终点位置坐标相连形成第一焊缝。
[0127]
利用上述由第一位置坐标与第二位置坐标计算得到的齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0128]
具体的，可以采用以下公式计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标：
[0129]
p'＝t*p；
[0130]
其中，p为第一焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，p'为第二焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，t为齐次变换矩阵。
[0131]
步骤85：按照第四位置坐标进行焊接。
[0132]
在得到第四位置坐标时，即得到待焊接工件的第二焊缝，此时可控制相应的焊接工具按照第四位置坐标进行焊接。
[0133]
可以理解，得到的第四位置坐标可以是第二焊缝中连续的多个轨迹点或者第二焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。
[0134]
区别于现有技术，本技术提供的一种焊接方法，该方法包括：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。通过上述方式，计算出标准工件的第一位置坐标与待焊接工件的第二位置坐标的齐次变换矩阵求得待焊接工件的第二焊缝的位置坐标，在此过程中无需触碰待焊接工件，减少确定焊缝的位置坐标的时间，提高焊接的效率。
[0135]
参阅图10，图10是本技术提供的焊接机器人第一实施例的结构示意图，该焊接机器人90包括相互连接的处理器91以及存储器92，存储器92用于存储程序数据，处理器91用于执行程序数据以实现以下方法：
[0136]
确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。
[0137]
参阅图11，图11是本技术提供的焊接机器人第二实施例的结构示意图，该焊接机器人100在包括相互连接的处理器101以及存储器102的基础上，还包括双目视觉相机103，用于对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标；或对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
[0138]
其中，存储器102用于存储程序数据，处理器101用于执行程序数据以实现以下方法：
[0139]
确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。
[0140]
可选的，存储器102用于存储程序数据，处理器101还用于执行程序数据以实现以下方法：采用双目视觉相机对标准工件进行拍照，以获得标准工件在世界标准系下的第一位置坐标；或确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标，包括：采用双目视觉相机对待焊接工件进行拍照，以获得待焊接工件在世界标准系下的第二位置坐标。
[0141]
可选的，存储器102用于存储程序数据，处理器101还用于执行程序数据以实现以下方法：获取标准工件的第一焊缝的第三位置坐标；利用齐次变换矩阵左乘第三位置坐标，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标。
[0142]
可选的，存储器102用于存储程序数据，处理器101还用于执行程序数据以实现以下方法：获取标准工件的第一焊缝上多个轨迹点的位置坐标。
[0143]
可选的，存储器102用于存储程序数据，处理器101还用于执行程序数据以实现以下方法：获取标准工件的第一焊缝的起点位置坐标和终点位置坐标。
[0144]
可选的，存储器102用于存储程序数据，处理器101还用于执行程序数据以实现以下方法：采用以下公式计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标：p'＝t*p；其中，p为第一焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，p'为第二焊缝中的一个轨迹点的位置坐标，t为齐次变换矩阵。
[0145]
在本实施例中，通过上述方式获得待焊接工件的焊缝位置坐标，能够减小焊接机器人的示教难度，提高焊接机器人的工作效率。
[0146]
参阅图12，图12是本技术提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图，该计算机可读存储介质110中存储有程序数据111，程序数据111在被处理器执行时，用以实现以下方法：确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；
[0147]
或，确定标准工件在预设坐标系下的第一位置坐标；确定待焊接工件在预设坐标系下的第二位置坐标；计算第一位置坐标与第二位置坐标的齐次变换矩阵；根据标准工件的第一焊缝的第三位置坐标和齐次变换矩阵，计算得到待焊接工件的第二焊缝的第四位置坐标；按照第四位置坐标进行焊接。
[0148]
可以理解，程序数据111在被处理器执行时，还用于实现上述任一实施例方法。
[0149]
在本技术所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0150]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
[0151]
另外，在本技术各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0152]
上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0153]
以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是根据本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。