CN105710496A - 一种双工位智能焊接机器人及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，包括焊接平台，焊接平台上表面固定安装有移动平台和滑动可调工件夹具，在移动平台和滑动可调工件夹具之间固定安装有上料架和下料架，且在上料架和下料架上均安装有吊臂，在移动平台上表面安装有滑动导轨，滑动导轨上安装有焊机，在焊机侧面安装有单套送丝机构和清枪剪丝机构，所述滑动可调工件夹具包括焊缝夹紧机构，所述焊缝夹紧机构通过气控阀连接有伺服电机，且伺服电机也连接有移动平台，焊机包括焊接机器人和焊枪，焊枪上方固定安装有2D激光扫描系统，焊接机器人底部安装有驱动电机，所述驱动电机通过焊接轨道识别器连接有焊枪夹持臂，能够自动智能识别焊接轨迹，全方位完成焊接。

Description

一种双工位智能焊接机器人及其控制系统

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，具体为一种双工位智能焊接机器人及其控制系统。

背景技术

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，用于工业自动化领域，为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接器，可接装不同工具或称末端执行器，焊接机器人就是在工业机器人的末轴连接器上装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

焊接机器在在生产中起到举足轻重的作用，具有以下几点优点：稳定和提高焊接质量、工人操作技术的要求低、缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资，因此，在各行各业已得到了广泛的应用。

在目前广泛使用的焊接机器人中，均采用的是单工位焊接，这种焊接方式存在着只能在单方向上对工件进行焊接而不能对工件进行全方位的焊接，因此在焊接过程中需要对工件进行位置变换处理，相对而言，对于工件，特别是大型工件做位置变换并不容易，费时费力不说，更容易耽误工件的加工周期，综合成本高。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，包括焊接平台，所述焊接平台上表面固定安装有移动平台和滑动可调工件夹具，所述移动平台呈“L”型结构，在移动平台和滑动可调工件夹具之间固定安装有上料架和下料架，且在上料架和下料架上均安装有吊臂，在移动平台上表面安装有滑动导轨，所述滑动导轨上安装有焊机，在焊机一侧固定安装有单套送丝机构，在焊机另一侧固定安装有清枪剪丝机构，所述滑动可调工件夹具包括焊缝夹紧机构，所述焊缝夹紧机构通过气控阀连接有伺服电机，且伺服电机也连接有移动平台，所述焊机包括焊接机器人和焊枪，所述焊枪上方固定安装有2D激光扫描系统，所述焊接机器人底部安装有驱动电机，所述驱动电机通过焊接轨道识别器连接有焊枪夹持臂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述焊缝夹紧机构之间安装有垫块。

作为本发明一种优选的技术方案，所述焊机侧面固定安装有焊渣挡板。

作为本发明一种优选的技术方案，所述焊接机器人还包括焊接质量检测器，所述焊接质量检测器设在焊枪夹持臂背面。

作为本发明一种优选的技术方案，所述焊机还包括无线信号接收器，所述无线信号接收器与伺服电机和2D激光扫描系统连接，所述无线信号接收器通过无线信号与控制系统连接，所述控制系统包括处理器和显示屏，所述处理器和显示屏还连接有输入键盘。

作为本发明一种优选的技术方案，所述2D激光扫描系统和焊接轨道识别器均连接有扫描轨迹储存器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述焊枪上方还固定安装有3D视觉识别系统，所述3D视觉识别系统与焊接质量检测器连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过滑动可调工件夹具将所需要焊接的工件夹持住，并且通过移动平台将焊机在不同的工位进行移动，实现双工位的焊接，通过滑动导轨的导向滑移作用控制焊机的工位变化轨道，防止焊机出现工位位置偏差，影响焊接质量，通过吊臂将工件进行上料和下料操作，减少人工操作，减轻工人劳动强度，焊缝夹紧机构根据之前设定的程序根据板厚调整焊接宽度，将宽度调整到合适的位置，操作员在选择相应的规格程序后，设备控制伺服电机自动移动到位，调整完成再开始进行人工上料，2D激光扫描系统将扫面数据传回焊接轨道识别器，焊接轨道识别器焊缝拟合软件对焊缝数据进行处理，并通过软件生成机器人焊接程序并进行焊接数量检测，能够自动智能识别焊接轨迹，全方位完成焊接。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明焊机结构示意图；

图3为本发明焊缝夹紧机构结构示意图；

图4为本发明控制系统模式图。

图中：1-焊接平台；2-移动平台；3-滑动可调工件夹具；4-上料架；5-下料架；6-吊臂；7-滑动导轨；8-焊机；9-焊渣挡板；10-单套送丝机构；11-清枪剪丝机构；12-焊缝夹紧机构；13-垫块；14-气控阀；15-伺服电机；16-焊接机器人；17-焊枪；18-2D激光扫描系统18；19-驱动电机；20-焊接轨道识别器；21-焊枪夹持臂；22-焊接质量检测器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

请参阅图1-图4，本发明提供一种技术方案：一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，包括焊接平台1，焊接平台1上表面固定安装有移动平台2和滑动可调工件夹具3，通过滑动可调工件夹具3将所需要焊接的工件夹持住，并且通过移动平台2将焊机8在不同的工位进行移动，实现双工位的焊接，移动平台2呈“L”型结构，移动平台2能够覆盖整个工区，实现工件的全方位覆盖焊接，在移动平台2和滑动可调工件夹具3之间固定安装有上料架4和下料架5，且在上料架4和下料架5上均安装有吊臂6，通过吊臂6将工件进行上料和下料操作，减少人工操作，减轻工人劳动强度，在移动平台2上表面安装有滑动导轨7，通过滑动导轨7的导向滑移作用控制焊机8的工位变化轨道，防止焊机8出现工位位置偏差，影响焊接质量，滑动导轨7上安装有焊机8，焊机8侧面固定安装有焊渣挡板9，防止焊渣掉入滑动导轨或者机器内部，影响机器的正常运行，在焊机8一侧固定安装有单套送丝机构10，在焊机8另一侧固定安装有清枪剪丝机构11，在用不同材料的焊丝的时候需要人工进行送丝轮切换，根据焊接平台1工位的分布，采用单套送丝机构10，采用不同材料的焊丝时需要人工送丝切换，焊接机器人16后侧带有清枪剪丝机构11，滑动可调工件夹具3包括焊缝夹紧机构12，焊缝夹紧机构12根据之前设定的程序根据板厚调整焊接宽度，将宽度调整到合适的位置，操作员在选择相应的规格程序后，设备控制伺服电机15自动移动到位，调整完成再开始进行人工上料，所述焊缝夹紧机构12之间安装有垫块13，加设的垫块13是为了让人工插入对应厚度的垫块的方式来进行焊缝宽度控制，适用于工件种类不多的情况，焊缝夹紧机构12通过气控阀14连接有伺服电机15，伺服电机15通过气控阀14气压作用，在掰动气动阀后，右侧压紧机构将工件压紧在平台上，且伺服电机15也连接有移动平台2，采用同一伺服电机15驱动，将压紧装置和焊机8驱动步调控制在一致，焊机8包括焊接机器人16和焊枪17，焊接机器人16为焊接系统的控制系统，焊枪17上方固定安装有2D激光扫描系统18，2D激光扫描系统18获取焊缝路径、大小、间隙、偏差等信息，根据扫描获得的路径进行焊接作业，所述焊机8还包括无线信号接收器24，所述无线信号接收器24与伺服电机15和2D激光扫描系统18连接，所述无线信号接收器24通过无线信号与控制系统23连接，所述控制系统23包括处理器25和显示屏26，所述处理器25和显示屏26还连接有输入键盘27，通过无线信号将控制系统23指令传输到伺服电机15和2D激光扫描系统18中，并且通过显示屏26显示实时状况，通过输入键盘27实现人机交互，焊接机器人16底部安装有驱动电机19，通过驱动电机19作用驱动焊枪夹持臂21的位置和状态改变作用，驱动电机19通过焊接轨道识别器20连接有焊枪夹持臂21，2D激光扫描系统18将数据传回焊接轨道识别器20，焊接轨道识别器20焊缝拟合软件对焊缝数据进行处理，并通过软件生成机器人焊接程序，焊接机器人16还包括焊接质量检测器22，所述焊接质量检测器22设在焊枪夹持臂21背面，焊接同时2D激光扫描系统18对已经焊接的焊缝进行数据获取，并将焊缝数据传回焊接质量检测器22进行焊接数量检测；通过滑动可调工件夹具3将所需要焊接的工件夹持住，并且通过移动平台2将焊机8在不同的工位进行移动，实现双工位的焊接，所述2D激光扫描系统18和焊接轨道识别器20均连接有扫描轨迹储存器28，将扫描的数据全部储存起来，在再次加工相同工件时直接使用已经采集数据，并通过实时采集数据做修改，提高工作效率，焊枪17上方还固定安装有3D视觉识别系统29，3D视觉识别系统29与焊接质量检测器22连接，通过3D视觉识别系统获取工件大小、焊缝位置等信息；通过滑动导轨7的导向滑移作用控制焊机8的工位变化轨道，防止焊机8出现工位位置偏差，影响焊接质量，通过吊臂6将工件进行上料和下料操作，减少人工操作，减轻工人劳动强度，焊缝夹紧机构12根据之前设定的程序根据板厚调整焊接宽度，将宽度调整到合适的位置，操作员在选择相应的规格程序后，设备控制伺服电机15自动移动到位，调整完成再开始进行人工上料，2D激光扫描系统18将扫面数据传回焊接轨道识别器20，焊接轨道识别器20焊缝拟合软件对焊缝数据进行处理，并通过软件生成机器人焊接程序并进行焊接数量检测，能够自动智能识别焊接轨迹，全方位完成焊接。

本发明工作原理：工件通过吊臂6作用上料和下料作用，放置在滑动可调工件夹具3上，操作焊缝夹紧机构12，使工装夹具对工件自动固定，2D激光扫描系统18对工件进行扫描，将获取数据传回焊接轨道识别器20，焊接轨道识别器20焊缝拟合软件对焊缝数据进行处理，并通过软件生成机器人焊接程序，机器人在线运行焊缝扫描程序，在进行焊接的过程中，通过伺服电机15驱动作用，控制机器人的操作工位，在滑动导轨7上滑动，保证操作的全方位性，机器人带动2D激光扫描器对焊缝进行扫描，机器人在线运行焊接程序，对工件进行焊接，焊接同时2D激光扫描系统18对已经焊接的焊缝进行数据获取，并将焊缝数据传回焊接质量检测器22进行焊接数量检测。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：包括焊接平台（1）和控制系统（23），所述焊接平台（1）上表面固定安装有移动平台（2）和滑动可调工件夹具（3），所述移动平台（2）呈“L”型结构，在移动平台（2）和滑动可调工件夹具（3）之间固定安装有上料架（4）和下料架（5），且在上料架（4）和下料架（5）上均安装有吊臂（6），在移动平台（2）上表面安装有滑动导轨（7），所述滑动导轨（7）上安装有焊机（8），在焊机（8）一侧固定安装有单套送丝机构（10），在焊机（8）另一侧固定安装有清枪剪丝机构（11），所述滑动可调工件夹具（3）包括焊缝夹紧机构（12），所述焊缝夹紧机构（12）通过气控阀（14）连接有伺服电机（15），且伺服电机（15）也连接有移动平台（2），所述焊机（8）包括焊接机器人（16）和焊枪（17），所述焊枪（17）上方固定安装有2D激光扫描系统（18），所述焊接机器人（16）底部安装有驱动电机（19），所述驱动电机（19）通过焊接轨道识别器（20）连接有焊枪夹持臂（21）。

2.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述焊缝夹紧机构（12）之间安装有垫块（13）。

3.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述焊机（8）侧面固定安装有焊渣挡板（9）。

4.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述焊接机器人（16）还包括焊接质量检测器（22），所述焊接质量检测器（22）设在焊枪夹持臂（21）背面。

5.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述焊机（8）还包括无线信号接收器（24），所述无线信号接收器（24）与伺服电机（15）和2D激光扫描系统（18）连接，所述无线信号接收器（24）通过无线信号与控制系统（23）连接，所述控制系统（23）包括处理器（25）和显示屏（26），所述处理器（25）和显示屏（26）还连接有输入键盘（27）。

6.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述2D激光扫描系统（18）和焊接轨道识别器（20）均连接有扫描轨迹储存器（28）。

7.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人及其控制系统，其特征在于：所述焊枪（17）上方还固定安装有3D视觉识别系统（29），所述3D视觉识别系统（29）与焊接质量检测器（22）连接。