CN108515290B - 工业机器人动作检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊缝动作检测的设备，具体为工业机器人动作检测装置，包括颜料配置器、颜料喷射枪、记录器以及轨迹识别器，颜料配置器连通颜料喷射枪，颜料喷射枪安装于机器人的焊枪枪头上，记录器安装于颜料喷射枪上；颜料配置器为颜料喷射枪准备各色的喷射颜料。颜料喷射枪将颜料喷射到模型上。记录器记录每一种颜色喷射到模型上的时间。轨迹识别器识别偏离轨迹的颜色并确认该轨迹对应的时间，最终获知错误的机器人动作。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

工业机器人动作检测装置

技术领域

本发明涉及一种焊缝动作检测的设备，具体为工业机器人动作检测装置。

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，工业机器人动作检测装置，包括颜料配置器、颜料喷射枪、记录器以及轨迹识别器，颜料配置器连通颜料喷射枪，颜料喷射枪安装于机器人的焊枪枪头上，记录器安装于颜料喷射枪上；

颜料配置器包括配置控制器、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒、搅拌件、无色油脂注射筒以及储存管，无色油脂注射筒、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒均设有活塞与活塞杆，无色油脂注射筒、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒的活塞杆均连接伸缩电机，红颜料注射筒、绿颜料注射筒以及蓝颜料注射筒均连通搅拌件，搅拌件设有搅拌电机，搅拌件连通储存管，无色油脂注射筒连通储存管，伸缩电机与搅拌电机均信号连接搅拌控制器，搅拌控制器用于分别控制伸缩电机的伸缩使红颜料注射筒注射x毫升进入搅拌件中、绿颜料注射筒注射y毫升进入搅拌件中、蓝颜料注射筒注射z毫升的颜料进入搅拌件中，其中x+y+z＝S，其中x、y以及z为随机值，S是设定值，然后控制器控制搅拌电机启动搅匀搅拌件中颜料，然后控制器控制搅拌件将拌匀后的颜料注入储存管中，随后控制器控制无色油脂注射筒将无色油脂注入S/10毫升的油脂进入储存管中；

颜料喷射枪包括喷头与接触模型后开启喷头的触发件，喷头与储存管连通；

记录器包括颜色识别模块以及喷射记录模块，喷头具有透明管，颜色识别模块用于识别透明管内液体的颜色并将识别结果发送给喷射记录模块，喷射记录模块根据识别结果与机器人系统的时间生成颜料的喷射时间表；

轨迹识别器包括轨迹颜色识别模块、颜色比对模块以及动作调取模块，轨迹颜色识别模块用于识别模型上的偏离轨迹的颜色并将识别的颜色信息发送给颜色比对模块，颜色对比模块调取喷射时间表的颜色信息与偏离轨迹的颜色信息进行比对，得到偏离轨迹的时间信息，动作调取模块从颜色比对模块获知偏离轨迹的时间信息，根据时间信息从焊接机器人调取机器人的动作信息。

有益效果：1.本方案采用在机器人的焊枪枪头加装颜料喷射枪进行喷射的方式，留下机器人焊枪枪头的行动轨迹，相比现有技术中采用钢针在石膏模型上刻出划痕的方式，本方案对模型没有伤害，二次使用时只需要清洁模型或者在模型上涂刷一层底色就能重新使用。

2.方案中不同时间段的轨迹通过颜色加以区分，轨迹的走向更为清晰，更容易加以区分。

3.颜料配置器配置不同的混合颜色，并使多种混合的颜色在一根管道内传送，由一根喷洒枪喷出，简化设备构造，同时为喷出不同的颜色的颜料喷射枪作出铺垫。

4.通过识别偏离轨迹的颜色可以获知偏离轨迹的机器人动作，更方便调试人员对具体的动作进行校正。

进一步，还包括覆盖并贴合在模型上的纸层。有益效果：本方案的模型是背景中提及的石膏模型或者其他模拟被焊接工件的模型。颜料喷射枪将混合颜料喷射在纸层上，一方面避免颜料直接喷射到模型上，更换纸层后就能快速重新测试，另一方面将纸层取下后可以铺平，方便进行颜色识别。

进一步，记录器设有流量计，流量计每次喷出0.9S～1.2S毫升的液体时，向颜色识别模块发出识别启动信息。有益效果：喷头有很长的时间喷出的颜色是一致的，只有在完整的喷出1S毫升的混合颜料和0.1S毫升的无色油脂后，喷头喷出的颜色才会发生变化，因此只需要在1.1S毫升的前后检测喷洒的颜色即可。

进一步，记录器还设有投射板与拍摄器。有益效果：颜色比对模块静态识别图像效果更好，拍摄器拍摄透明管的颜色，然后在投射板上投射，供颜色识别模块静态的识别颜色。

进一步，所述搅拌件连接有供压件。有益效果：供压件使搅拌件内具备一定的气压，能更为快速的注入储存管中。

附图说明

图1为本发明工业机器人动作检测装置实施例的示意图。

图2为图1的局部放大图。

图3为图1中颜料配置器的机构示意图。

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：颜料配置器100、红颜料注射筒1、绿颜料注射筒2、蓝颜料注射筒3、搅拌件4、无色油脂注射筒5、储存管6、喷头7、支管8、滚筒9、偏离轨迹10。

实施例基本如附图1、图2以及图3所示：

工业机器人动作检测装置，如图1所示，包括颜料配置器100、颜料喷射枪、记录器以及轨迹识别器，颜料配置器100连通颜料喷射枪，颜料喷射枪安装于机器人的焊枪枪头上，记录器安装于颜料喷射枪上；

如图3所示，颜料配置器100包括配置控制器、红颜料注射筒1、绿颜料注射筒2、蓝颜料注射筒3、搅拌件4、无色油脂注射筒5以及储存管6，无色油脂注射筒5、红颜料注射筒1、绿颜料注射筒2、蓝颜料注射筒3均设有活塞与活塞杆，无色油脂注射筒5、红颜料注射筒1、绿颜料注射筒2、蓝颜料注射筒3的活塞杆均连接伸缩电机，红颜料注射筒1、绿颜料注射筒2以及蓝颜料注射筒3均连通搅拌件4，搅拌件4设有搅拌电机，搅拌件4连通储存管6，无色油脂注射筒5连通储存管6，伸缩电机与搅拌电机均信号连接搅拌控制器，搅拌控制器用于分别控制伸缩电机的伸缩使红颜料注射筒1注射x毫升进入搅拌件4中、绿颜料注射筒2注射y毫升进入搅拌件4中、蓝颜料注射筒3注射z毫升的颜料进入搅拌件4中，其中x+y+z＝S，其中x、y以及z为随机值，S是设定值，然后控制器控制搅拌电机启动搅匀搅拌件4中颜料，然后控制器控制搅拌件4将拌匀后的颜料注入储存管6中，随后控制器控制无色油脂注射筒5将无色油脂注入S/10毫升的油脂进入储存管6中；

颜料喷射枪包括喷头7与接触模型后开启喷头7的触发件，喷头7与储存管6连通；

记录器包括颜色识别模块以及喷射记录模块，喷头7具有透明管，颜色识别模块用于识别透明管内液体的颜色并将识别结果发送给喷射记录模块，喷射记录模块根据识别结果与系统时间生成记载有混合颜料喷射时间的喷射时间表；

轨迹识别器包括轨迹颜色识别模块、颜色比对模块以及动作调取模块，轨迹颜色识别模块用于识别模型上的偏离轨迹10的颜色并将识别的颜色信息发送给颜色比对模块，颜色对比模块调取喷射时间表的颜色信息与偏离轨迹10的颜色信息进行比对，得到偏离轨迹10的时间信息，动作调取模块从颜色比对模块获知偏离轨迹10的时间信息，根据时间信息从焊接机器人出调取机器人的动作信息。

喷射颜料的制作过程，红颜料桶、绿颜料桶以及蓝颜料桶，红颜料桶随机向搅拌器内注入x毫升的红颜料，绿颜料桶随机向搅拌器内注入y毫升的绿颜料，蓝颜料桶随机向搅拌器内注入z毫升的绿颜料，其中x+y+z＝10，颜料制作机构启动一次，就产生一款随机配比的混合颜料。将经过搅拌器拌匀后混合颜料注入储存管6中，并完成一次注射后立即向储存管6内注入1毫升的无色油脂，然后循环上述操作，向储存管6中注入10毫升的混合颜料后，再注入1毫升的无色油脂，最后在存储管中具有若干中颜色不同由无色油脂分隔的混合颜料。

焊接机器人对转动中的滚筒9焊接一根外接支管8。在焊接的过程，固定在变为机上的滚筒9在转动，焊接机器人的焊枪也在机器人的驱动下转动。其中需要对外接支管8与滚筒9的焊点多次焊接。

测试时，将石膏制成的滚筒9外接支管8模型固定在变位机上。将颜料喷射枪安装到焊枪上。启动焊接机器人，当颜料喷射枪的触发头触碰到石膏模型时，颜料喷射枪向石膏模型的表面喷射出颜料到石膏上，

喷头有很长的时间喷出的颜色是一致的，只有在完整的喷出1S毫升的混合颜料和0.1S毫升的无色油脂后，喷头喷出的颜色才会发生变化，因此只需要在1.1S毫升的前后检测喷射的颜色即可。因此流量计每次喷出0.9S～1.2S毫升的液体时，向颜色识别模块发出识别启动信息。拍摄器拍摄透明管的颜色，然后在投射板上投射，供颜色识别模块进行静态的识别颜色。

具体实施过程如下：完成测试后，支管8与滚筒9的连接位置会有较多的混合颜料喷涂留下的轨迹，当有轨迹明显脱离了应该的焊缝轨迹时，视其为偏离轨迹10，使用颜色识别模块识别该偏离轨迹10的颜色，然后将识别的结果发送至颜色比对模块，颜色比对模块将识别结果与喷射记录模块中的记录颜色进行比对，比对成功时，得到该颜色喷射的时间范围，知晓时间范围，动作调取模块就能知道什么焊接动作出了问题，调试人员就可以针对该动作进行调试。同时还可通过观察颜料喷射在模具上的颜料厚度，从颜料厚度进一步知晓该段的焊接质量。

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 (5)

1.工业机器人动作检测装置，其特征在于：包括颜料配置器、颜料喷射枪、记录器以及轨迹识别器，所述颜料配置器连通所述颜料喷射枪，所述颜料喷射枪安装于机器人的焊枪枪头上，所述记录器安装于颜料喷射枪上；

所述颜料配置器包括配置控制器、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒、搅拌件、无色油脂注射筒以及储存管，无色油脂注射筒、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒均设有活塞与活塞杆，无色油脂注射筒、红颜料注射筒、绿颜料注射筒、蓝颜料注射筒的活塞杆均连接伸缩电机，红颜料注射筒、绿颜料注射筒以及蓝颜料注射筒均连通搅拌件，所述搅拌件设有搅拌电机，所述搅拌件连通所述储存管，所述无色油脂注射筒连通所述储存管，所述伸缩电机与搅拌电机均信号连接搅拌控制器，所述搅拌控制器用于分别控制伸缩电机的伸缩使红颜料注射筒注射x毫升进入搅拌件中、绿颜料注射筒注射y毫升进入搅拌件中、蓝颜料注射筒注射z毫升的颜料进入搅拌件中，其中x+y+z＝S，其中x、y以及z为随机值，S是设定值，然后控制器控制搅拌电机启动搅匀搅拌件中颜料，然后控制器控制搅拌件将拌匀后的颜料注入储存管中，随后控制器控制无色油脂注射筒将无色油脂注入S/10毫升的油脂进入储存管中；

颜料喷射枪包括喷头与接触模型后开启喷头的触发件，所述喷头与储存管连通；

记录器包括颜色识别模块以及喷射记录模块，所述喷头具有透明管，颜色识别模块用于识别透明管内液体的颜色并将识别结果发送给喷射记录模块，喷射记录模块根据识别结果与机器人系统的时间生成颜料的喷射时间表；

轨迹识别器包括轨迹颜色识别模块、颜色比对模块以及动作调取模块，所述轨迹颜色识别模块用于识别模型上的偏离轨迹的颜色并将识别的颜色信息发送给颜色比对模块，颜色对比模块调取喷射时间表的颜色信息与偏离轨迹的颜色信息进行比对，得到偏离轨迹的时间信息，所述动作调取模块从颜色比对模块获知偏离轨迹的时间信息，根据时间信息从焊接机器人调取机器人的动作信息。

2.根据权利要求1所述的工业机器人动作检测装置，其特征在于：还包括覆盖并贴合在模型上的纸层。

3.根据权利要求2所述的工业机器人动作检测装置，其特征在于：记录器设有流量计，流量计每次喷出0.9S～1.2S毫升的液体时，向颜色识别模块发出识别启动信息。

4.根据权利要求3所述的工业机器人动作检测装置，其特征在于：所述记录器还设有投射板与拍摄器。

5.根据权利要求4所述的工业机器人动作检测装置，其特征在于：搅拌件连接有供压件。