CN108188620A - 一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人 - Google Patents

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李海超
马镇南
任文博
梁恒斌
吴彬
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Abstract

一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，涉及无线操控领域。本发明是为了解决现有的便携式焊接机器人在高危工况下实施作业时受线缆长度限制而导致的操控不便、对焊接质量适时检测不便和带来人身安全隐患的问题。视觉监控系统用于实时采集焊缝状态图像，该图像通过无线发送模块同步传输到手机，无线接收模块与手机进行无线通信，用于无线接收手机发送的焊接机器人本体1的焊接参数或运行参数的数字信号，该数字信号经过数字解码模块进行数字解码处理后输出数据流，数据流传送给运动控制器，运动控制器用于按照数据流传输的焊接参数或运行参数驱动焊接机器人本体1进行焊接动作。它用于无线操控机器人进行焊接。

Description

一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人
技术领域
本发明涉及一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人。属于无线操控领域。
背景技术
当前，能源交通生产建设在钢结构施工中广泛采用便携式焊接机器人取代人工，极大的降低和减少了人员高空作业的频率。但是，由于便携式焊接机器人仍然需要操控人员在一定的距离内操控，而当前对焊接机器人进行操控的操控盒还都是有连线接到焊接机器人的型式；这种型式仍然受线缆长度的限制(一般长度不超过20米)，在高空、深井、河流、或道路等其他高危工况条件下，就给实施和操控焊接机器人作业以及对焊接质量情况的适时检测造成许多的不便和人身安全隐患。
发明内容
本发明是为了解决现有的便携式焊接机器人在高危工况下实施作业时受线缆长度限制而导致的操控不便、对焊接质量适时检测不便和带来人身安全隐患的问题。现提供一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人。
一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，它包括焊接机器人，焊接机器人包括焊接机器人本体1、直线导轨2和强力磁座3，焊接机器人本体1设置在直线导轨2上，且能在直线导轨2上滑动，直线导轨2通过强力磁座3吸附在待焊接的工件上，
它还包括手机、机器人控制柜、无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块、视觉监控系统4和运动控制器，
无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块和运动控制器均设置在机器人控制柜内，机器人控制柜和视觉监控系统4设置均在焊接机器人本体1上，视觉监控系统4用于实时采集焊缝状态图像，该图像通过无线发送模块同步传输到手机，
无线接收模块与手机进行无线通信，用于无线接收手机发送的焊接机器人本体1的焊接参数或运行参数的数字信号，该数字信号经过数字解码模块进行数字解码处理后输出数据流，数据流传送给运动控制器，
运动控制器用于按照数据流传输的焊接参数或运行参数驱动焊接机器人本体1进行焊接动作。
本发明的有益效果为：
焊接机器人本体上设置有机器人控制柜，机器人控制柜内设置有无线收发模块，焊接机器人本体通过无线收发模块与手机进行双向信息通讯，手机能够将焊接参数或运行参数发送给运动控制器，从而控制焊接机器人本体的焊枪进行焊接动作，焊接机器人本体执行任务指令完成焊接作业的全部运行。采用视觉监控系统实时采集焊缝状态图像，该图像通过无线发送模块同步传输到手机。操控手机者根据收到的图像信息内容即时进行反馈处理；如急停、返回、继续，或对焊接程序进行修改等。而无需操作人员到焊接工位抵近查看处理；解决了在高空、深井、河流、或道路等其他高危工况下作业的不便，也杜绝了安全隐患。
本申请使用手机对焊接机器人本体实施远距离无线操控，操控方便、简单。
附图说明
图1为一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人的原理示意图，附图标记A表示高空作业的焊接机器人本体，附图标记B表示远离地面手机遥控；
图2为焊接机器人本体、直线导轨和强力磁座的结构示意图；
图3为一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人的使用示意图，其中，附图标记C表示平焊—焊接机器人设置在水平平面上的焊缝焊接作业；附图标记D表示横焊—焊接机器人垂直于地面平面上的水平焊缝焊接作业；附图标记E表示立焊—焊接机器人垂直于地面平面上的竖直焊缝焊接作业。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，它包括焊接机器人，焊接机器人包括焊接机器人本体1、直线导轨2和强力磁座3，焊接机器人本体1设置在直线导轨2上，且能在直线导轨2上滑动，直线导轨2通过强力磁座3吸附在待焊接的工件上，
其特征在于，它还包括手机、机器人控制柜、无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块、视觉监控系统4和运动控制器，
无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块和运动控制器均设置在机器人控制柜内，机器人控制柜和视觉监控系统4设置均在焊接机器人本体1上，视觉监控系统4用于实时采集焊缝状态图像，该图像通过无线发送模块同步传输到手机，
无线接收模块与手机进行无线通信，用于无线接收手机发送的焊接机器人本体1的焊接参数或运行参数的数字信号，该数字信号经过数字解码模块进行数字解码处理后输出数据流，数据流传送给运动控制器，
运动控制器用于按照数据流传输的焊接参数或运行参数驱动焊接机器人本体1进行焊接动作。
本实施方式中，用配置的强力磁座吸附在待焊接的工件上，可方便、快速的进行现场安装和拆卸；无论是地面、墙壁或是高空的焊接作业，快速安装后，人员在地面用手机操作即可以进行，完全不必跟随机器人就近操作。
图2中表示了焊接机器人具有X、Y、Z、R四个自由度；其中，X、Y、Z为直线运动，驱动元件为直流电机，传动元件为齿轮齿条和直线导轨；R为旋转运动，驱动元件为直流电机，传动元件为行星齿轮减速机；其中：X方向为机器人沿直线导轨移动，移动距离为直线导轨长度，直线导轨长度可根据工况要求确定；Y方向为使焊枪在水平方向作垂直于轨道的运动以满足此方向的焊接要求；Z方向为使焊枪在竖直方向作垂直于轨道的运动以满足此方向的焊接要求；
R轴的旋转功能为使焊枪纵轴摆动一定角度以消除焊接机器人在X方向运动因本体尺寸占据的空间不可达的部分焊缝。视觉监控系统与焊枪并列安装；焊接作业时同步传输焊缝图像到操作人员手机上为操作者调控焊接机器人提供图像、数据。
具体实施方式二：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人作进一步说明，本实施方式中，无线接收模块和无线发送模块与手机之间能够在100米内进行无线传输。
本实施方式中，手机操作视觉监控的便携式焊接机器人可在100米距离之内进行全功能无线操作控制。解决了高空复杂工况下人员操控困难的问题，同时极大的减少和避免了操控人员的人身安全风险。
具体实施方式三：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人作进一步说明，本实施方式中，焊接机器人本体1具有X、Y、Z、R四个自由度，其中，X、Y、Z为直线运动，R为旋转运动。
本实施方式中，所述的四个自由度上各设置一个电机，运动控制器用于按照数据流传输的焊接参数或运行参数驱动焊接机器人本体1上的电机进行焊接动作，并可适时对焊接机器人的焊接参数或运行参数进行调整操作，而无需操作人员到焊接工位抵近查看处理。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人作进一步说明，本实施方式中，无线接收模块与手机之间通过蓝牙、热点或者WiFi进行通信。

Claims (4)

1.一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，它包括焊接机器人，焊接机器人包括焊接机器人本体(1)、直线导轨(2)和强力磁座(3)，焊接机器人本体(1)设置在直线导轨(2)上，且能在直线导轨(2)上滑动，直线导轨(2)通过强力磁座(3)吸附在待焊接的工件上，
其特征在于，它还包括手机、机器人控制柜、无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块、视觉监控系统(4)和运动控制器，
无线接收模块、无线发送模块、数字解码模块和运动控制器均设置在机器人控制柜内，机器人控制柜和视觉监控系统(4)设置均在焊接机器人本体(1)上，视觉监控系统(4)用于实时采集焊缝状态图像，该图像通过无线发送模块同步传输到手机，
无线接收模块与手机进行无线通信，用于无线接收手机发送的焊接机器人本体(1)的焊接参数或运行参数的数字信号，该数字信号经过数字解码模块进行数字解码处理后输出数据流，数据流传送给运动控制器，
运动控制器用于按照数据流传输的焊接参数或运行参数驱动焊接机器人本体(1)进行焊接动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，其特征在于，无线接收模块和无线发送模块与手机之间能够在100米内进行无线传输。
3.根据权利要求1所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，其特征在于，焊接机器人本体(1)具有X、Y、Z、R四个自由度，其中，X、Y、Z
为直线运动，R为旋转运动。
4.根据权利要求1所述的一种基于手机操控及焊接图像采集的便携式焊接机器人，其特征在于，无线接收模块与手机之间通过蓝牙、热点或者WiFi进行通信。
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