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龙图腾网获悉佛山华数机器人有限公司申请的专利基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统及方法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：CN120552085B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10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：202511062926.8，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统及方法是由郑敏浩;杨林;何智钊;柯文;陈俊杰;陈超群;易子杰;汪应斌设计研发完成，并于2025-07-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及自动焊接设备领域，尤其设计一种基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统及方法。本发明采用如下技术方案：包括焊缝定位模块、焊缝识别模块、焊枪姿态规划模块、过渡路径规划模块、执行控制模块和与所述焊缝定位模块、焊缝识别模块、焊枪姿态规划模块、过渡路径规划模块、执行控制模块连接的总控模块。本发明的有益效果在于：通过拖动定位焊缝+焊缝自动识别的方式，用户仅需粗略定位焊缝位置，系统即可自动完成焊缝提取和路径生成，将编程实践缩短至分钟级，有效适用于小批量多品种产品的焊接场景，可实现高效高质的定制化焊接，支持柔性化生产。

本发明授权基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种利用基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统进行焊接的方法，其特征在于：所述基于视觉的免示教机器人柔顺控制系统包括焊缝定位模块、焊缝识别模块、焊枪姿态规划模块、过渡路径规划模块、执行控制模块和与所述焊缝定位模块、焊缝识别模块、焊枪姿态规划模块、过渡路径规划模块、执行控制模块连接的总控模块； 所述焊缝定位模块包括力矩传感器和轨迹记录单元，力矩传感器设置于用于驱动焊枪移动焊接的机器人各个关节的电机上用于检测操作者拖动焊枪时机器人各个关节所受的力，使机器人能跟随操作者拖动焊枪进行移动，轨迹记录单元与机器人的控制器连接用于记录机器人末端执行器的位置和姿态数据，以此初步确定工件上若干条焊缝的位置； 所述焊缝识别模块包括3D视觉传感器和点云处理软件，3D视觉传感器用于对工件上若干条焊缝进行3D点云数据采集，点云处理软件用于对3D点云数据进行处理得到焊缝的三维轮廓图像； 所述焊枪姿态规划模块用于根据焊缝的三维轮廓图像确定焊枪在对焊缝进行焊接时最佳行进路径和姿态，使焊枪垂直于焊缝并避免机器人连同焊枪在焊接过程中与工件发生干涉碰撞； 所述过渡路径规划模块用于对焊枪在不同焊缝之间进行过渡转移时的过渡路径进行规划，避免机器人连同焊枪与工件发生碰撞； 所述执行控制模块用于控制机器人执行焊接作业； 包括如下步骤： S1、操作人员拖动与机器人末端执行器连接的焊枪在焊缝位置进行移动，由焊缝定位模块根据操作人员拖动焊枪时对机器人施加的力的方向驱动机器人进行辅助移动，并记录机器人末端执行器的位置和姿态，以此初步确定工件上若干条焊缝的位置； S2、焊缝识别模块根据步骤S1中初步确定的工件上若干条焊缝的位置对若干条焊缝进行3D扫描采集焊缝的高精度点云数据，并对点云数据进行处理后建立焊缝的三维轮廓； S3、焊枪姿态规划模块根据焊缝的三维轮廓确定焊枪对焊缝进行焊接的具体路径以及焊枪的姿态，并根据焊缝的三维轮廓确定焊枪的焊接参数； S4、过渡路径规划模块对焊枪在焊接不同焊缝进行过渡转移时的过渡路径进行规划，过渡路径规划模块以过渡转移的初始点作为起点，记为JPosb，以目标焊缝的焊接起点为终点，记为JPose，进行过渡路径规划，其中，起点、终点以及过渡路径上的每个点，均包括机器人六个轴的关节位置；对过渡路径进行规划时具体采用如下方法： S41、先在场景中预置机器人模型以及待焊接的工件点云模型； S42、定义过渡路径的起点JPosb和终点JPose； S43、定义最小搜索距离为M，定义过渡路径的所有点的结果存储对象为JPoslist； S44、开启两个线程，分别从起点往终点和从终点往起点两个方向进行并行搜索，直到两个方向的搜索点距离小于M为止，并将搜索过程的点存储到JPoslist，最终输出的JPoslist即为完成规划的过渡路径，其中，从起点往终点和从终点往起点两个方向进行并行搜索时，具体采用如下方法： S441、定义从起点往终点搜索的方向为方向一，并定义方向一的当前搜索点为JPosc1，JPosc1的初始值等于JPosb；定义从终点往起点搜索的方向为方向二，并定义方向二的当前搜索点为JPosc2，JPosc2的初始值等于JPose； S442、定义方向一的搜索目标点为JPost1，JPost1等于JPosc2，并随JPosc2实时变化；定义方向二的搜索目标点为JPost2，JPost2等于JPosc1，并随JPosc1实时变化； S443、根据方向一的当前搜索点和搜索目标点，构建搜索方向；根据方向二的当前搜索点和搜索目标点，构建搜索方向；，； S444、分别以方向一和方向二的当前搜索点JPosc1、JPosc2为起点，和为方向，构造方向一和方向二新的搜索点JPosn1、JPosn2； JPosn1=JPosc1+； JPosn2=JPosc2+； 其中M为步骤S43中的最小搜索距离； S445、利用步骤S41中在场景中预置机器人模型以及待焊接的工件点云模型，根据步骤S444构造的方向一和方向二新的搜索点调整机器人的状态，并判断机器人与待焊接的工件点云模型是否发生碰撞，如未发生碰撞，则跳转至步骤S447，如发生碰撞，则跳转至步骤S446； S446、发生碰撞时，则根据与工件发生碰撞的关节，对搜索方向进行调整，构建新的搜索方向，并跳转至步骤S444重新构造新的搜索点，对搜索方向进行调整时，采用如下公式进行调整： ； ； 其中，α为随机扰动系数，α=0.1~0.3，为单位随机向量，β为目标方向引导系数，β=0.5~0.8，为基于目标方向的偏置向量，； 其中的设置采用如下方法：首先根据机器人与工件点云模型发生碰撞的轴进行调整策略选择：定义机器人的一轴~六轴为J1~J6，当机器人的J1~J3任一轴发生碰撞，J4~J6轴均无发生碰撞时，采用主轴优先策略；当J4~J6任一轴发生碰撞，J1~J3轴均无发生碰撞时，采用腕部微调策略；当J1~J3任一轴发生碰撞且J4~J6任一轴发生碰撞时，采用全轴协同策略；针对不同调整策略，选用不同的0： ； ； S447、未发生碰撞时，计算当前搜索点到新的搜索点的中点，即JPosc1到JPosn1的中点JPosz1=JPosc1+JPosn12或JPosc2到JPosn2的中点JPosz2=JPosc2+JPosn22，并判断机器人在中点与工件点云模型是否发生碰撞，如未发生碰撞，则将新的搜索点存入JPoslist并跳转至步骤S448，并将新的搜索点作为更新后的当前搜索点，即，更新JPosc1的值为JPosn1或更新JPosc2的值为JPosn2，如发生碰撞，则跳转至步骤S446； S448、计算两个搜索方向的当前搜索点JPosc1和JPosc2的距离，若dis＞M，则跳转至步骤S443，若dis≤M，则停止搜索并输出JPoslist； S5、执行控制模块根据步骤S3得到的焊枪对焊缝进行焊接的具体路径以及焊枪的姿态以及焊枪的焊接参数，连同步骤S44输出的完成规划的过渡路径，对机器人和焊枪进行控制驱动，完成焊接加工。

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