CN108453708B - 一种基于物联网的工业机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种焊缝动作检测的设备，具体为一种基于物联网的工业机器人，包括颜料配置器、还包括焊接模拟装置、焊接轨迹记录件以及焊接轨迹读取件，焊接模拟装置安装于焊枪枪头上，焊接轨迹记录件设置于工件上，记录器记录每一种颜色喷射到模型上的时间。本方案以机器人为主体，控制系统对焊接机械臂进行控制，夹持工装夹持工件或者模型。焊接模拟装置对焊接机械臂的焊接动作进行模拟并在焊接轨迹记录件上留下痕迹，焊接轨迹读取件读取痕迹。本发明意在提供一种机器人动作检测装置，以解决现有技术无法判断机器人哪一个动作不准确的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊缝动作检测的设备，具体为一种基于物联网的工业机器人。
背景技术
焊接是现代机械制造中必不可少的加工工艺，焊接机器人在工业制造领域内广泛应用，焊接机器人的准确性较为重要，如果机器人的动作不准确，会造成焊接缺陷。目前，焊接机器人采用焊缝跟踪检测，对焊接偏差进行修正，但精确度不高，另外，多自由度检测涉及干扰因素较多，对焊缝轨迹的检测偏差率高，不能准确判断焊接机器人的性能是否合格。
现有技术中已有对焊接机器人动作进行检测的技术。其中现有专利中焊接机器人焊缝轨迹检测的方法是一种较为简单高效的检测方法：其采用石膏模型模仿工件，并在焊接机器人的焊枪上安装钢针，由焊接机器人对石膏进行仿真焊接，钢针在仿真焊接过程中会在石膏上留下划痕。通过扫描石膏上的划痕，准确的记录机器人的焊缝轨迹。上述专利对于焊缝轨迹的检测较为准确和简单，但存在着一定的问题：如在焊接机器人对工件进行焊接时，焊缝轨迹并非只有一条，前后焊缝轨迹有存在交接重合的可能，进行三维扫描时无法区分重合的焊缝轨迹。此外进行焊缝轨迹检测的目的在于反向检测焊接机器人的动作是否准确，当焊缝轨迹出现错误时，检测进一步目的是知晓机器人哪一个动作有问题，进而帮助工作人员调整焊接机器人该动作的操作程序。
发明内容
本发明意在提供一种机器人动作检测装置，以解决现有技术无法判断机器人哪一个动作不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种基于物联网的工业机器人，包括夹持工件的夹持工装、焊接机械臂以及控制系统；还包括焊接模拟装置、焊接轨迹记录件以及焊接轨迹读取件，焊接模拟装置安装于焊枪枪头上，焊接轨迹记录件设置于工件上，焊接轨迹记录件包括由内至外的粘接层与柔性的记录层，粘接层一面粘接于模型或者工件的表面，粘接层的另一面粘接记录层，记录层包括由内至外的柔性支撑带、涂覆于柔性支撑层的磁性颗粒层以及供颜料喷射并记录轨迹的涂覆层；焊接模拟装置，包括控制器、触发感应器、颜料喷射枪以及录入磁头，控制器信号连接控制系统，触发感应器用于在感应焊接枪头与硬物接触时向控制器发出启动信号，控制器接收启动信号控制颜料喷射枪向焊接枪头位置的涂覆层喷射颜料，控制器还用于控制录入磁头向喷射颜料位置下层的磁性颗粒层写入喷射颜料的时间信息；焊接轨迹读取件包括读取控制器与读取磁头，读取控制器信号连接控制系统，读取磁头用于读取磁性颗粒层的时间信息并发送读取控制器。
工作原理：本方案以机器人为主体，控制系统对焊接机械臂进行控制，夹持工装夹持工件或者模型。焊接模拟装置对焊接机械臂的焊接动作进行模拟并在焊接轨迹记录件上留下痕迹，焊接轨迹读取件读取痕迹。
粘接层将记录层固定在模型或者工件的表面，支撑带为记录层的支撑主体，记录层具备一定的韧性。磁性颗粒层用于记录焊接模拟装置录入的信息，涂覆层记录焊接模拟装置的行进轨迹。
触发感应器在接触硬物时便是焊枪枪头焊接的时候，因此控制器通过触发感应器触发的时间控制颜料喷射枪与录入磁头的开启时间。颜料喷射枪向表面一层的涂覆层喷射颜料，用颜料在涂覆层的表面记录焊枪枪头轨迹，由于磁性具备一定的穿透性，因此录入磁头可以透过表面的涂覆层向下一层的磁性颗粒层录入焊枪枪头到此的时间。这使得记录层的两层分别记录下焊枪枪头的准确行进轨迹与行进的准确时间。
工作人员可以通过喷射的颜料轨迹识别偏离了正常焊缝轨迹的偏离轨迹，再由读取磁头读取偏离轨迹的时间信号，将时间信息发送到控制系统。通过时间信息就可以找到对应的动作信息。
有益效果：1.本方案采用颜料喷射枪对焊接轨迹记录件的表面进行喷射的方式，留下机器人焊枪枪头的行动轨迹，相比现有技术本方案不会给模型或者工件留下痕迹，二次使用时为模型或者工件更换新的焊接轨迹记录件即可。
2.将焊枪枪头的动作分为轨迹信息与时间信息，清晰而准确的记录机器人的动作信息。
3.通过知晓偏离轨迹的时间信息便可准确的知晓该偏离轨迹对应的机器人动作，从而方便工作人员调试该动作。
进一步，焊接轨迹读取件还包括无线通信模块；无线通信模块信号接收到时间信息并发送给控制系统，控制系统设有动作还原模块，动作还原模块用于根据接收到的时间信息记录控制焊接机械臂重复时间信息内的动作。有益效果：在确认轨迹是否有问题时，需要通过动作还原模块还原读取的时间信息是否为该偏离轨迹对应的机器人动作。
进一步，控制系统还设有代码调取模块，所述代码标准模块根据时间信息标注该时间信息内控制焊接机械臂的运行代码。有益效果：为了方便工作人员调试有故障的代码，将有问题的代码进行标识方便调试。
进一步，录入磁头设置于颜料喷射枪之前，使录入磁头先于颜料喷射枪之前与记录层接触。有益效果：颜料喷射到涂覆层上需要一定的时间风干，录入磁头于颜料喷射枪之后接触颜料会抹花颜料轨迹，因此录入磁头设置于颜料喷射枪之前，先于颜料喷射枪与记录层接触。
进一步，所述控制器用于控制录入磁头以设定的频率向磁性颗粒层写入时间信息。有益效果：录入磁头的录入时需要保持一定的规律才能让读取磁头准确的读取，当录入磁头以设定的频率写入时间信息时，读取磁头读取信息后才能以一定规律读取时间信息。
进一步，所述控制器用于控制颜料喷射枪以设定的频率喷射颜料。有益效果：颜料以设定的频率喷射颜料，只要喷射间隙较短不会影响工作人员识别偏离轨迹，但喷射的频率可以辅助录入磁头识别磁性颗粒层中的信息。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的工业机器人实施例的示意图。
图2为图1的局部放大图。
图3为图1中焊接模拟装置与焊接轨迹记录件的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：焊接模拟装置7、触发感应器71、颜料喷射枪73、录入磁头72、支管8、滚筒9、偏离轨迹10、粘接层910、柔性支撑带921、磁性颗粒层922、涂覆层923。
实施例基本如附图1、图2以及图3所示：
如图1所示，一种基于物联网的工业机器人，包括夹持工件的夹持工装、焊接机械臂以及控制系统、焊接模拟装置7、焊接轨迹记录件以及焊接轨迹读取件，焊接模拟装置7安装于焊枪枪头上，焊接轨迹记录件粘附在工件表面。
夹持工装夹持工件或者模型。焊接模拟装置7将焊接机械臂的焊接轨迹在记录件上留下痕迹，焊接轨迹读取件读取痕迹。
图3所示焊接轨迹记录件包括由内至外的粘接层910与柔性的记录层，粘接层910一面粘接于模型或者工件的表面，粘接层910的另一面粘接记录层，记录层包括由内至外的柔性支撑带921、涂覆于柔性支撑层的磁性颗粒层922以及供颜料喷射并记录轨迹的涂覆层923；焊接模拟装置7，包括控制器、触发感应器71、颜料喷射枪73以及录入磁头72，控制器信号连接控制系统，触发感应器71用于在感应焊接枪头与硬物接触时向控制器发出启动信号，控制器接收启动信号控制颜料喷射枪73向焊接枪头位置的涂覆层923喷射颜料，控制器还用于控制录入磁头72向喷射颜料位置下层的磁性颗粒层922写入喷射颜料的时间信息；焊接轨迹读取件包括读取控制器与读取磁头，读取控制器信号连接控制系统，读取磁头用于读取磁性颗粒层922的时间信息并发送读取控制器。焊接轨迹读取件还包括无线通信模块；无线通信模块接收到时间信息并发送给控制系统，控制系统设有动作还原模块，动作还原模块用于根据接收到的时间信息记录控制焊接机械臂重复时间信息内的动作。控制系统还设有代码调取模块，代码标准模块根据时间信息标注该时间信息内控制焊接机械臂的运行代码。录入磁头72设置于颜料喷射枪73之前，使录入磁头72先于颜料喷射枪73之前与记录层接触。控制器用于控制录入磁头72以设定的频率向磁性颗粒层922写入时间信息。
粘接层910将记录层固定在模型或者工件的表面，支撑带为记录层的支撑主体，记录层具备一定的韧性。磁性颗粒层922用于记录焊接模拟装置7录入的信息，涂覆层923记录焊接模拟装置7的行进轨迹。颜料喷射枪73向表面一层的涂覆层923喷射颜料，用颜料在涂覆层923的表面记录焊枪枪头轨迹，由于磁性具备一定的穿透性，因此录入磁头72可以透过表面的涂覆层923向下一层的磁性颗粒层922录入焊枪枪头到此的时间。这使得记录层的两层分别记录下焊枪枪头的准确行进轨迹与行进的准确时间。工作人员可以通过喷射的颜料轨迹识别偏离了正常焊缝轨迹的偏离轨迹10，再由读取磁头读取偏离轨迹10的时间信号，就以将时间信息发送到控制系统。通过时间信息就可以找到对应的动作信息。无线通信模块信号通过读取控制器接收时间信息并发送给控制系统，控制系统设有动作还原模块，动作还原模块用于根据接收到的时间信息记录控制焊接机械臂重复时间信息内的动作。在确认轨迹是否有问题时，需要通过动作还原模块还原读取的时间信息是否该偏离轨迹10对应的机器人动作。
控制系统还设有代码调取模块，所述代码标准模块根据时间信息标注该时间信息内控制焊接机械臂的运行代码。录入磁头72设置于颜料喷射枪73之前，使录入磁头72先于颜料喷射枪73之前与记录层接触。颜料喷射到涂覆层923上需要一定的时间风干，录入磁头72于颜料喷射枪73之后接触颜料会抹花颜料轨迹，因此录入磁头72设置于颜料喷射枪73之前，先于颜料喷射枪73与记录层接触。录入磁头72的录入时需要保持一定的规律才能让读取磁头准确的读取，当录入磁头72以设定的频率写入时间信息时，读取磁头读取信息后才能以一定规律反译时间信息。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (6)
1.一种基于物联网的工业机器人，包括夹持工件的夹持工装、焊接机械臂以及控制系统；
其特征在于：还包括焊接模拟装置、焊接轨迹记录件以及焊接轨迹读取件，所述焊接模拟装置安装于焊枪枪头上，所述焊接轨迹记录件设置于工件上，
所述焊接轨迹记录件包括由内至外的粘接层与柔性的记录层，所述粘接层一面粘接于工件的表面，所述粘接层的另一面粘接记录层，所述记录层包括由内至外的柔性支撑带、涂覆于柔性支撑层的磁性颗粒层以及供颜料喷射并记录轨迹的涂覆层；
所述焊接模拟装置，包括控制器、触发感应器、颜料喷射枪以及录入磁头，控制器信号连接控制系统，所述触发感应器用于在感应焊枪枪头与硬物接触时向控制器发出启动信号，所述控制器接收启动信号控制颜料喷射枪向焊枪枪头位置的涂覆层喷射颜料，控制器还用于控制录入磁头向喷射颜料位置下层的磁性颗粒层写入喷射颜料的时间信息；
所述焊接轨迹读取件包括读取控制器与读取磁头，所述读取控制器信号连接控制系统，所述读取磁头用于读取磁性颗粒层的时间信息并发送读取控制器。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业机器人，其特征在于：所述焊接轨迹读取件还包括无线通信模块；所述无线通信模块信号通过读取控制器接收时间信息并发送给控制系统，控制系统设有动作还原模块，动作还原模块用于根据接收到的时间信息记录控制焊接机械臂重复时间信息内的动作。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的工业机器人，其特征在于：所述控制系统还设有代码调取模块，所述代码调取模块根据时间信息标注该时间信息内控制焊接机械臂的运行代码。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的工业机器人，其特征在于：所述录入磁头设置于颜料喷射枪之前，使录入磁头先于颜料喷射枪之前与记录层接触。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业机器人，其特征在于：所述控制器用于控制录入磁头以设定的频率向磁性颗粒层写入时间信息。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的工业机器人，其特征在于：所述控制器用于控制颜料喷射枪以设定的频率喷射颜料。
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