南京埃斯顿自动化股份有限公司张禹获国家专利权
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龙图腾网获悉南京埃斯顿自动化股份有限公司申请的专利一种双臂机器人的焊接控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120920908B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511446164.1,技术领域涉及:B23K26/24;该发明授权一种双臂机器人的焊接控制方法及系统是由张禹;崔恒洋;常晓磊;穆宏鹏;夏正仙;伊民民;耿羚彪;吕健;殷成钢设计研发完成,并于2025-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种双臂机器人的焊接控制方法及系统在说明书摘要公布了:一种双臂机器人的焊接控制方法及系统,控制双臂机器人对非标工件完成焊接任务,包括以下步骤:1对目标工件的3D数据进行结构解析与拆解,生成独立零部件;2基于强化学习,以双臂机器人为智能体,对零部件的最优组拼策略进行训练与优化,输出组拼任务规划与焊接任务规划作为控制策略结果;3基于控制策略结果决策生成双臂机器人机械臂的运动轨迹,将多个零部件按组拼顺序依次组拼及焊接,得到目标工件的成品。本发明实现双臂机器人对复杂非标工件的全自动化焊接控制,完成复杂的零部件自动分析拆解、组装拼焊任务,不再需要借助手工焊接、工装预夹持等传统方法,并且能够进一步提升焊接质量一致性。
本发明授权一种双臂机器人的焊接控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种双臂机器人的焊接控制方法,其特征是控制双臂机器人对非标工件完成焊接任务,包括以下步骤: 1调用目标工件成品的三维数据,基于对目标工件预设的焊接工艺参数,对目标工件成品的3D模型进行结构解析与拆解,生成构成焊接体所需的独立零部件,并对应准备真实零部件; 2基于强化学习,以双臂机器人为智能体对组拼及焊接零部件的最优动作策略进行学习,双臂机器人一臂进行组拼任务,一臂进行焊接任务,结合3D模型的结构解析与拆解结果,规划组拼任务和焊接任务作为控制策略结果,组拼任务规划包括对应零部件的组拼顺序及位姿的组拼动作轨迹,焊接任务规划包括对应零部件位姿的焊接动作轨迹; 3基于控制策略结果生成双臂机器人机械臂的运动轨迹,其中,控制双臂机器人的一臂根据组拼任务规划获取真实零部件以及调整真实零部件位姿,并基于焊接任务规划控制另一臂对当前真实零部件进行焊接动作,经过组拼-焊接的迭代循环,将多个真实零部件按组拼顺序及位姿依次焊接,得到目标工件的成品; 其中,控制策略结果中,对于组拼任务规划,包括以下步骤: 步骤A1、获取步骤13D模型拆解出的虚拟模型零部件特征信息,和真实零部件的特征信息,将虚拟模型零部件特征信息与真实零部件的特征信息进行匹配,建立虚拟模型零部件与真实零部件的对应关系; 步骤A2、确定作为组拼基础的基座零部件,对虚拟模型零部件生成零部件组拼策略,并进行机器人运动学建模,对组拼过程中机械臂带动各个零部件进行组拼的运动关系进行数学描述,包括机械臂的关节运动和位姿变换,用于控制机器人的运动轨迹; 步骤A3、利用强化学习对生成的零部件组拼策略和机器人运动学模型进行优化,通过智能体与环境的交互,根据组拼奖励函数调整组拼策略,其中对强化学习结果进行Sim2real验证,将模拟环境中的学习结果应用到真实场景中,若验证通过,则输出组拼任务规划,用于进行真实零部件的组拼;若验证不通过,则返回强化学习阶段,进一步调整和优化策略,直至通过验证; 步骤A4、获取真实的基座零部件,以基座零部件为基础建立工件坐标系,为组拼操作提供参考坐标,结合虚拟模型零部件与真实零部件的对应关系,由组拼任务规划得到双臂机器人的组拼动作轨迹; 对于焊接任务规划,包括以下步骤: 步骤B1、获取双臂机器人以及待焊接零部件信息,包括零部件的尺寸、形状、材料以及焊接机器人的运动规格参数; 步骤B2、建立焊接仿真环境,用于模拟焊接机器人和零部件的相对位置关系及操作条件,然后,在仿真环境中识别零部件的焊缝,确定其位置和形状特征; 步骤B3、根据识别到的焊缝生成焊接路径,覆盖焊缝全长并符合工艺规范,随后进行正、逆运动学求解,计算焊枪的位姿和机器人关节的运动指令,之后通过离线仿真判断焊接姿态是否合理,若不合理则返回运动学求解步骤进行调整,直至仿真结果符合要求,输出所识别焊缝对应的焊接轨迹; 同时,对组拼过程中当前真实零部件获取焊缝信息,与仿真环境中所识别焊缝匹配,基于Sim2real确定真实环境机器人运动轨迹,结合机械臂的运动学特性和焊接工艺参数,调用焊接工艺参数包,得到规划的当前焊接轨迹; 步骤B4、根据B3步骤所规划的当前焊接轨迹,对当前真实零部件完成焊接任务,进行下一个零部件的焊接; 步骤B5、重复B3至B4步骤,直至所有零部件全部完成组拼及焊接。
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