CN109531576A - 焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人，涉及数控技术领域，其中焊接控制方法包括：焊接机器人通过输入输出设备的操作界面接收调用指令，调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单，每个该激光参数设置表单对应该焊接任务中的一个焊接控制指令，根据输入的设置指令，设置该激光参数设置表单中的激光器控制参数，在设置完成该焊接任务的该激光参数设置表单时，保存设置完成的该激光参数设置表单，按照该焊接任务对应的所有该激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制该激光器完成该焊接任务。本申请可提高焊接效率和焊接成功率。

Description

焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人

技术领域

本申请涉及数控技术领域，尤其涉及一种焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人。

背景技术

激光焊接在焊接行业中占有重要地位，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。

目前激光焊接系统主要由逻辑控制器完成焊接任务中的信息处理逻辑控制。即逻辑控制器向激光器和机器人发出逻辑指令，激光器和机器人接收逻辑控制器发出的指令完成相应动作，但是在焊接过程中，机器人沿焊缝轨迹运动的同时向逻辑控制器发送激光器相关的请求指令，逻辑控制器接收到请求指令后作出相应处理再将指令发送至激光器，指令信息需要在激光器、机器人和逻辑控制器三者之间进行高速通讯，否则会造成实际焊接起点与焊缝起点不同，影响焊接的成功率；同时，逻辑控制器既要处理激光器相关的逻辑信号，又要进行外围设备数据运算及逻辑控制，大大增加了逻辑控制器负担，影响焊接效率。

发明内容

本申请实施例提供一种焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人，可通过焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，解决提高焊接成功率和效率低的问题。

本申请实施例提供了一种焊接控制方法，用于控制激光器完成焊接任务，包括：焊接机器人通过输入输出设备获取调用指令，调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；

根据通过所述输入输出设备获取的设置指令，设置并保存所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；

按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

本申请实施例提供了一种焊接控制装置，设置在焊接机器人中，包括：

调用模块，用于通过所述焊接机器人的输入输出设备获取调用指令，调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；

设置模块，用于根据输入的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；

控制模块，用于按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

本申请实施例提供了一种焊接机器人，包括：操作臂、输入输出设备和如上所述的焊接控制装置；

所述操作臂与所述激光器连接；

所述输入输出设备用于获取调用指令；

所述焊接控制装置，用于调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；根据通过所述输入输出设备获取的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

本申请实施例提供了一种焊接控制系统，包括上述的焊接机器人和激光器。

上述各实施例，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的焊接控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例中的焊接控制指令界面示意图；

图3为本申请实例中的激光参数设置表单的界面示意图；

图4为本申请实施例中一个简单焊接任务的示意图；

图5为本申请实施例中一个特殊焊接任务的示意图；

图6为本申请一实施例提供的焊接控制方法的流程示意图；

图7为本申请另一实施例提供的焊接控制方法的流程示意图；

图8为本申请一实施例提供的焊接控制装置的结构示意图；

图9为本申请另一实施例提供的焊接控制装置的结构示意图；

图10为本申请一实施例提供的焊接控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使得本申请的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，为本申请一实施例提供的焊接控制系统的结构示意图。该焊接控制系统包括：焊接机器人10和激光器20；焊接机器人10与激光器20连接，具体地，焊接机器人10与激光器20的焊接头相连，若焊接机器人10具有操作臂，则激光器20的焊接头与该操作臂连接，若焊接机器人10即为操作臂，则激光器20的焊接头与操作臂连接。接收焊接机器人10的焊接控制指令，根据该焊接控制指令完成焊接相关动作。焊接机器人10具有输入输出设备，输入输出设备具体可以是示教器。

首先，在焊接机器人10中，通过代码设置焊接任务的激光参数设置表单。每个焊接任务以焊接程序的形式设置，焊接任务由多个焊接指令组成，多个焊接指令按照该焊接程序设定的顺序执行，每一个焊接指令对应一个激光参数设置表单，因此一个焊接任务或焊接程序包括多个激光参数设置表单。通过对激光参数设置表单中的激光参数进行设置，完成对激光器的控制设置。

具体地，新建焊接任务时，该焊接任务包括的多个焊接指令各自对应的多个激光参数设置表单，按照焊接指令的执行顺序，添加到焊接机器人10的示教器指令中。用户可通过调用指令，调用不同的激光参数设置表单实现对激光器20的参数设置，以控制激光器20的操作。上述新建焊接任务的过程，可通过配置文件添加到焊接机器人10的示教器指令菜单中，例如可以配置焊接任务对应的数据的存储位置，具体到各激光参数设置表单的存储位置，焊接任务的ID(identity)、名称、显示位置、参数构成等，而将该焊接任务的所有描述信息保存在描述文件中，该描述文件具体如KFD文件。从而完成焊接任务中各焊接控制指令的创建，各焊接任务控制指令以各个激光参数设置表单的形式存储在焊接机器人10中。

当需要修改焊接任务的焊接控制指令，则采用不同的调用指令，将对应的激光参数设置表单调用出来，直接在修改激光参数设置表单中的可修改参数，实现快速、便捷、高效地修改焊接任务。

具体地，当接收到触发指令时，在输入输出设备的显示界面上，显示设置激光器20的激光参数的操作界面，用户在该操作界面上输入调用指令，焊接机器人通过该操作界面接收该调用指令，并调出在本次焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单。该调用指令可以是用户通过语音、按压实体按键、按压虚拟按键或输入指令文字等方式输入输入输出设备。

该调用指令包括：激光器开启参数调用指令、激光器起弧参数调用指令、激光器收弧参数调用指令和激光器关闭参数调用指令，与它们各自对应的激光参数设置表单中可以修改的激光器控制参数分别为：激光器开启参数、激光器起弧参数、激光器收弧参数和激光器关闭参数。

其中，激光器开启(LaserON)参数用于激光器参数、信号等初始化处理，初始化正常后激光器上高压，包括激光器开启后的一些初始参数的值。

激光器起弧(LaserRise)参数，包括激光焊接时要达到的上升目标功率，从0功率到达该上升目标功率所需的上升时间(通常为几十毫秒)等；

激光器收弧(LaserFall)参数，包括激光焊接时要达到的收弧目标功率，从当前功率收弧到该收弧目标功率所需的收弧时间(通常为几十毫秒)等。单条焊缝的该收弧目标功率通常为0，多条连续焊缝的该收弧目标功率可以自由设定。

激光器关闭(LaserOFF)参数，用于关闭激光器控制信号，确保异常情况下无信号输出，并清除本次已完成的激光任务中设定的激光器控制参数，目的是防止激光器的误操作。

用户在打开的激光参数设置表单中修改激光器控制参数，输入输出设备获取用户的设置操作，焊接机器人10中激光参数设置表单的激光器控制参数执行修改。具体地，在该激光参数设置表单的界面中，显示光控制参数的修改窗口，用户在该修改窗口进行设置操作，响应于该用户在该修改窗口的设置操作，将该修改窗口中显示的激光器控制参数的当前值修改为该设置指令中的目标值。

与上述描述对应的焊接控制指令的界面图如图2所示，用户通过点击调用指令——HansLaser——LaserAnalog到具体指令即可调用对应的激光参数设置表单。激光参数设置表单如图3所示，图3中可以对上升目标功率RisePWR、起弧时间RampupTime进行修改。

通过对激光参数设置表单的设置，可实现简单焊接任务和特殊焊接任务，该特殊焊接任务的焊接工艺要比简单焊接任务的焊接工艺更复杂些。图4为简单焊接任务示意图，图5为特殊焊接任务示意图。图4和图5的横轴为时间，单位为秒(s)，纵轴为功率，单位为瓦(w)。

设置完成该焊接任务的激光参数设置表单时，在焊接机器人10中保存设置完成的激光参数设置表单，并按照该焊接任务对应的所有激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制激光器20完成该焊接任务。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

本申请实施例还包括了一种焊接控制方法，图6为该焊接控制方法的流程示意图，该焊接空时方法是用上述实施例中的焊接机器人10控制激光器20完成焊接任务。该焊接控制方法包括：

S101、焊接机器人通过输入输出设备获取调用指令，调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单

焊接机器人通过输入输出设备的操作界面接收调用指令，调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单，每个该激光参数设置表单对应该焊接任务中的一个焊接控制指令。

该输入输出设备具体可以为示教器。

S102、根据通过该输入输出设备获取的设置指令，设置该激光参数设置表单中的激光器控制参数；

激光器控制参数包括：激光器开启参数、激光器起弧参数、激光器收弧参数和激光器关闭参数等。

设置指令，是用户通过该示教器输入的用于设置激光器控制参数的指令。

在设置完成该焊接任务的该激光参数设置表单时，在焊接机器人中保存将设置完成的该激光参数设置表单。

S103、按照该焊接任务对应的所有该激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制该激光器完成该焊接任务。

各激光参数设置表单按执行顺序构成该焊接任务，按照其中的激光器控制参数，可控制该激光器完成该焊接任务。

本实施例的未尽细节，请参阅前述图1所示实施例的描述内容。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

本申请实施例还包括了一种焊接控制方法，图7为该焊接控制方法的流程示意图，该焊接空时方法是用上述实施例中的焊接机器人10控制激光器20完成焊接任务。该焊接控制方法包括：

S201、在焊接机器人中创建焊接任务；

将焊接任务中的各焊接控制指令对应的激光参数设置表单等相关信息，创建在焊接机器人的输入输出设备的指令菜单中。通过在该输入输出设备上的操作，用户可通过设置激光参数设置表单中的激光控制参数，来控制激光器完成该焊接任务。

S202、焊接机器人通过输入输出设备的操作界面接收调用指令，调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单；

该调用指令包括以下四种调用指令：激光器开启参数调用指令、激光器起弧参数调用指令、激光器收弧参数调用指令和激光器关闭参数调用指令。

具体地，焊接机器人通过输入输出设备的操作界面接收调用指令，并确认该调用指令具体是上述四种调用指令中的哪一个，并调出本次焊接任务中与该确定的调用指令对应的激光参数设置表单。

S203、在该激光参数设置表单的界面中，显示各该激光器控制参数的修改窗口，并响应于在该修改窗口的设置操作，将该修改窗口中显示的该激光器控制参数的当前值的状态修改为该设置命令中的目标值；

目标值是该设置命令指向的要设置的该激光控制器参数的值。

在设置完成该焊接任务的该激光参数设置表单时，保存设置完成的该激光参数设置表单，即将设置好的激光参数设置表单，保存在焊接机器人中。

S204、按照预设的执行顺序，依次执行该焊接任务中的各该焊接控制指令，并调用各该焊接控制指令分别对应的各该激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制该激光器完成该焊接任务。

进一步地，激光器将自己的状态信息反馈给焊接机器人，或者焊接机器人主动地获取该激光器的状态信息，当该状态信息显示激光器工作异常时，将激光器的异常信息发送给控制器进行处理。可以提高处理故障等异常信息的效率。

本实施例的未尽细节，请参阅前述图1和图6所示实施例的描述内容。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

参见图8，本申请实施例还保护一种焊接控制装置，该装置可执行如前述图1～图7所示实施例中的焊接控制方法，该装置包括：

调用模块301，用于通过该焊接机器人的输入输出设备获取调用指令，调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单，每个该激光参数设置表单对应该焊接任务中的一个焊接控制指令；

设置模块302，用于根据输入的设置指令，设置该激光参数设置表单中的激光器控制参数；

控制模块303，用于按照该焊接任务对应的所有该激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制该激光器完成该焊接任务。

本实施例的未尽细节，请参阅前述图1～图7所示实施例的描述内容。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

参见图9，本申请实施例还保护一种焊接控制装置，该装置可执行如前述图1～图7所示实施例中的焊接控制方法，该装置与前述图8所示焊接控制装置不同之处在于：

调用指令包括：激光器开启参数调用指令、激光器起弧参数调用指令、激光器收弧参数调用指令和激光器关闭参数调用指令。

进一步地，设置模块302包括：

显示子模块3021，用于在该激光参数设置表单的界面中，显示各该激光器控制参数的修改窗口；

设置子模块3022，用于响应于在该修改窗口的设置操作，将该修改窗口中显示的该激光器控制参数的当前值修改为该设置指令中的目标值。

进一步地，控制模块303还用于按照预设的执行顺序，依次执行该焊接任务中的各该焊接控制指令，并调用各该焊接控制指令分别对应的各该激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制该激光器完成该焊接任务。

进一步地，该装置还包括：获取模块和发送模块(图中均未示出)。

获取模块，用于获取该激光器反馈的状态信息；

发送模块，用于当该状态信息显示该激光器工作异常时，将该激光器的异常信息发送给控制器。

本实施例的未尽细节，请参阅前述图1～图8所示实施例的描述内容。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

参见图10，本申请还保护了一种焊接机器人401，焊接机器人401包括操作臂4011、输入输出设备4012和焊接控制装置4013；

其中焊接控制装置4013为上述图8和图9所示实例中的焊接控制装置，具体技术细节可参见各相关实施例。

操作臂4011与激光器的焊接头(图中未示出)连接；

输入输出设备4012即为示教器，示教器4012用于获取调用指令；

进一步地，焊接机器人401还包括主机4014，主机即控制柜，焊接控制装置4013可内置于主机4014中，也可与主机4014连接，接收主机4014的控制，图10以焊接控制装置4013内置于主机4014中为例。焊接控制装置4013用于调出该焊接任务中与该调用指令对应的激光参数设置表单，每个该激光参数设置表单对应该焊接任务中的一个焊接控制指令；根据通过输入输出设备4012获取的设置指令，设置该激光参数设置表单中的激光器控制参数；按照该焊接任务对应的所有该激光参数设置表单中的激光器控制参数，通过操作臂4011控制激光器完成该焊接任务。

本实施例中，焊接机器人直接控制激光器完成焊接任务，无需再与其他控制器进行信息交互，信息交互过程更加简单，通讯速度和效率得以提高，提高焊接成功率和效率；用户可通过是不同的调用指令调用焊接机器人中存储的激光参数设置表单，在激光参数设置表单中修改各激光器控制参数，方便、高效、快捷；将激光器完全交由焊接机器人控制，在调试过程中可以边进行焊接调试，边进行其他除焊接机器人、激光器之外的外围设备的调试，同时进行，缩短调试周期、降低成本。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本申请所提供的焊接控制方法、装置、系统及焊接机器人的描述，对于本领域的技术人员，依据本申请实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种焊接控制方法，用于控制激光器完成焊接任务，其特征在于，包括：

焊接机器人通过输入输出设备获取调用指令，调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；

根据通过所述输入输出设备获取的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；

按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调用指令包括：激光器开启参数调用指令、激光器起弧参数调用指令、激光器收弧参数调用指令和激光器关闭参数调用指令。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据通过所述输入输出设备获取的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数包括：

在所述激光参数设置表单的界面中，显示各所述激光器控制参数的修改窗口；

响应于在所述修改窗口的设置操作，将所述修改窗口中显示的所述激光器控制参数的当前值修改为所述设置指令中的目标值。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务包括：

按照预设的执行顺序，依次执行所述焊接任务中的各所述焊接控制指令，并调用各所述焊接控制指令分别对应的各所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述激光器反馈的状态信息；

当所述状态信息显示所述激光器工作异常时，将所述激光器的异常信息发送给控制器。

6.一种焊接控制装置，设置在焊接机器人中，其特征在于，包括：

调用模块，用于通过所述焊接机器人的输入输出设备获取调用指令，调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；

设置模块，用于根据输入的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；

控制模块，用于按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调用指令包括：激光器开启参数调用指令、激光器起弧参数调用指令、激光器收弧参数调用指令和激光器关闭参数调用指令。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述设置模块包括：

显示子模块，用于在所述激光参数设置表单的界面中，显示各所述激光器控制参数的修改窗口；

设置子模块，用于响应于在所述修改窗口的设置操作，将所述修改窗口中显示的所述激光器控制参数的当前值修改为所述设置指令中的目标值。

9.一种焊接机器人，其特征在于，包括：操作臂、输入输出设备和如权利要求6至8任一项所述的焊接控制装置；

所述操作臂与所述激光器连接；

所述输入输出设备用于获取调用指令；

所述焊接控制装置，用于调出所述焊接任务中与所述调用指令对应的激光参数设置表单，每个所述激光参数设置表单对应所述焊接任务中的一个焊接控制指令；根据通过所述输入输出设备获取的设置指令，设置所述激光参数设置表单中的激光器控制参数；按照所述焊接任务对应的所有所述激光参数设置表单中的激光器控制参数，控制所述激光器完成所述焊接任务。

10.一种焊接控制系统，其特征在于，包括：如上述权利要求9所述的焊接机器人和激光器。