CN111761268A - 一种爬行焊接机器人控制系统 - Google Patents

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赵星
孙柯
付寅飞
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Abstract

本发明实施例公开了一种爬行焊接机器人控制系统，该系统包括：电控柜和爬行机，爬行机中包括电源控制子系统和多个功能控制子系统，电源控制子系统与电控柜通过电源线和网线连接，每个功能控制子系统分别通过网线与电控柜连接，以及与电源控制子系统进行通信连接。通过将各功能控制子系设置在爬行机内部，使得电控柜与爬行机之间的电缆仅包括电源线和网线，从而减轻了电缆的直径和重量，保证了爬行机作业的安全性，并且由于各功能控制子系统独立工作，因此即使在出现系统报错时，也便于进行电缆的检修，从而满足了用户的焊接需求。

Description

一种爬行焊接机器人控制系统
技术领域
本发明实施例涉及机器人技术领域，尤其涉及一种爬行焊接机器人控制系统。
背景技术
爬行焊接机器人是从事焊接的工业机器人，并且对现代高技术产业各领域以至人们的生活产生了重要影响，爬行焊接机器人在工作状态时，机器人主体例如爬行机会爬至大型钢结构体表面进行焊接，由位于地面或脚手架上的控制设备对机器人主体进行控制，以完成焊接工作。
发明人发现现有技术中至少存在如下问题：现有技术中由于爬行机上只有执行部件，例如，电机、传感器等部件，针对不同部件的控制结构都位于放置在地面或脚手架上的控制设备内，为了保证爬行机完成各种操作动作，需要在控制设备和爬行机之间设置多种电缆，因此电缆总合较粗，会增加电缆的重量，造成爬行机工作过程中出现打滑，并且由于电缆较多，在系统报错的情况下电缆的检测也较复杂，因此现有的爬行焊接机器人控制系统并不能满足用户的焊接需求。
发明内容
本发明实施例提供了一种爬行焊接机器人控制系统。通过将各功能控制子系设置在爬行内部，以减轻电控柜与爬行机之间所连接的电缆重量。
本发明实施例提供了一种爬行焊接机器人控制系统，包括：电控柜和爬行机，爬行机中包括电源控制子系统和多个功能控制子系统，电源控制子系统与电控柜通过电源线和网线连接，每个功能控制子系统分别通过网线与电控柜连接，以及与电源控制子系统进行通信连接；
电控柜，用于向电源控制子系统和每个功能控制子系统分别下发匹配的控制指令；
电源控制子系统，用于根据接收到的控制指令对每个功能控制子系统进行电压控制；
功能控制子系统，用于根据接收到的控制指令对所连接的操作部件进行状态控制。
本发明实施例的技术方案，通过将各功能控制子系设置在爬行内部，使得电控柜与爬行机之间的电缆仅包括电源线和网线，从而减轻了电缆的直径和重量，保证了爬行机作业的安全性，并且由于各功能控制子系统独立工作，因此即使在出现系统报错时，也便于进行电缆的检修，从而满足了用户的焊接需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明实施例一提供的爬行机焊接机器人控制系统的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的爬行焊接机器人控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、软件实现、硬件实现等等。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的爬行焊接机器人控制系统的结构示意图，本实施例可适用于对爬行焊接机器人进行控制的情况，如图1所示，该系统具体包括：
电控柜11和爬行机12，爬行机12中包括电源控制子系统122和多个功能控制子系统，电源控制子系统122与电控柜11通过电源线和网线连接，每个功能控制子系统分别通过网线与电控柜11连接，以及与电源控制子系统122进行通信连接。电控柜11，用于向电源控制子系统122和每个功能控制子系统分别下发匹配的控制指令。电源控制子系统122，用于根据接收到的控制指令对每个功能控制子系统进行电压控制。功能控制子系统，用于根据接收到的控制指令对所连接的操作部件进行状态控制。
其中，本实施方式中的功能控制子系统包括主推进控制子系统123、十字滑块控制子系统124和焊机控制子系统125。
可选的，功能控制子系统还用于获取所连接的操作部件的运行参数，并将运行参数通过网线传输给主控制器，以使主控制器根据所获取的运行参数对每个功能控制子系统所连接的操作部件进行监测。
可选的，爬行机中还包括路由器121，电源控制子系统122和多个功能控制子系统分别采用以太网协议通过路由器121与主控制器连接。
可选的，电控柜中包括主控制器111，电源控制子系统和多个功能控制子系统与主控制器连接。因此在电控柜中向下发送控制指令的主要为主控器111，当然在电控柜中还包括其它结构，但并不是本申请的重点，因此本实施方式中不再进行赘述。
可选的，功能控制子系统包括主推进控制子系统123，主推进控制子系统123所连接的操作部件包括左右轮伺服电机。主推进控制子系统123，用于根据控制指令对左右轮伺服电机的转速进行调整、对左右轮伺服电机的转速进行获取以及对左右轮伺服电机进行故障诊断和恢复。
具体的说，与主推进控制子系统直接连接的操作部件包括左右轮伺服电机，主控制器通过网线向主推进控制子系统下发控制指令，控制指令中包含两个轮子的目标速度，主推进控制子系统根据目标速度控制左右伺服电机的转速，以使两个轮子达到目标速度。
需要说明的是，主推进控制子系统还用于对运行状态下的左右伺服电机的转速进行实时获取，可以根据所获取的转速对左右轮伺服电机进行故障的诊断和恢复，另外，还会将所获取的转速发送给电控柜中的主控制器，以使主控制器根据所获取的转速对左右轮伺服电机进行实时监测。
可选的，功能控制子系统包括十字滑块控制子系统124，十字滑块控制子系统124所连接的操作部件包括横纵滑伺服电机。十字滑块控制子系统124，用于根据控制指令对横纵滑伺服电机的位置进行调整、对调整后的位置进行获取以及对横纵滑伺服电机进行故障诊断和恢复。
具体的说，与十字滑块控制子系统直接连接的操作部件包括横纵滑伺服电机，主控制器通过网线向十字滑块控制子系统下发控制指令，控制指令中包含焊枪夹持机构的目标位置，十字滑块控制子系统根据目标位置控制横纵滑伺服电机的移动位置，以使焊枪夹持机构实现水平摆动和高度调节。
需要说明的是，十字滑块控制子系统还用于对横纵滑伺服电机的移动位置进行实时获取，可以根据所获取的移动位置对横纵滑伺服电机进行故障的诊断和恢复，另外，还会将所获取的一定位置发送给电控柜中的主控制器，以使主控制器根据所获取的移动位置对横纵滑伺服电机进行实时检测。
可选的，功能控制子系统包括焊机控制子系统125，焊机控制子系统125所连接的操作部件包括焊机。焊机控制子系统125，用于根据控制指令对焊机进行参数的配置以及状态的获取。
具体的说，与焊机控制子系统直接连接的操作部件包括焊机，主控制器通过网线向焊机控制子系统下发控制指令，控制指令中包括焊机的配置参数，焊机控制子系统根据所获取的配置参数对焊机进行参数设置，以使焊机根据所配置的参数执行相应的功能。
需要说明的是，本实施方式中的焊机控制子系统还用于对焊机工作状态下的运行参数进行实时获取，并将所获取的焊机的运行参数发送给电控柜中的主控制器，以使主控制器根据运行参数对焊机进行实时监测。主控制器会根据实际需求通过更新控制指令以使焊机控制子系统改变焊机的执行动作。
可选的，电源控制子系统，用于在系统上电时，从控制指令中提取每个功能控制子系统所分配的电压值，并通过电源线从主控制器获取与电压值对应的电压传输给每个功能控制子系统进行供电。
可选的，电源控制子系统，还用于获取每个功能控制子系统运行状态下的工作电压值和工作电流值，并将工作电压值和工作电流值通过网线传输给主控制器，以使主控制器对每个功能控制子系统的电压和电流状态进行监测。
具体的说，本实施方式中的电源控制子系统与主控制器通过网线与电源线同时进行连接，在系统上电时，用于通过网线获取主控制器下发的控制指令中，在控制指令中包含每个功能控制子系统所分配的电压值，同时通过电源线获取主控制所传输的电压，例如24V电源，电源控制子系统会有几个不同电压输出的端子，例如，5V电压两个，12V电压一个，24V电压一个，并且可以通过不同的端子分别与每个功能控制子系统进行连接，并从主控制器获取与电压值对应的电压传输给每个功能控制子系统进行供电。
需要说明的是，在每个功能控制子系统处于工作状态时，电源控制子系统还可以通过各个端子获取每个功能控制子系统运行状态下的工作电压值和工作电流值，并将工作电压值和工作电流值通过网线传输给主控制器，以使主控制器对每个功能控制子系统的电压和电流状态进行监测。主控制器可以根据所获取的工作电压值和工作电流值判断各功能控制子系统是否工作正常，例如，当判断焊机控制子系统欠压或过流时，通过网线向焊机控制子系统下发关闭指令，并产生报警，以提示用户及时进行检修，从而保证了爬行焊接机器人工作的安全性。
本发明实施例的技术方案，通过将各功能控制子系设置在爬行机内部，使得电控柜与爬行机之间的电缆仅包括电源线和网线，从而减轻了电缆的直径和重量，保证了爬行机作业的安全性，并且由于各功能控制子系统独立工作，因此即使在出现系统报错时，也便于进行电缆的检修，从而满足了用户的焊接需求。
实施例二
图2是本发明实施例二提供的爬行焊接机器人控制系统的结构示意图，本实施例以上述实施例为基础，在实施例一的基础上进一步增加了辅助控制子系统126。
可选的，功能控制子系统包括辅助控制子系统126，辅助控制子系统126所连接的操作部件包括抱闸电机、姿态传感器或超声波传感器。辅助控制子系统126，用于根据控制指令对抱闸电机、姿态传感器或超声波传感器进行运行状态的调整。
具体的说，本实施方式中的辅助控制子系统可以根据实际焊接需求连接对应的操作部件，从而增加系统的兼容性和安全性。其中，兼容性主要体现在可以增加激光开关功能、照明灯开关功能等，安全性主要体现在一些危险环境下根据所获取的传感器状态参数进行紧急避险等。
需要说明的是，本实施方式中的功能控制子系统仅是以上述为例进行的举例说明，但本申请实施方式中并不限定功能控制子系统的具体类型，对于其它类型的功能控制子系统也是在本申请的保护范围内。
本发明实施例的技术方案，通过将各功能控制子系设置在爬行机内部，使得电控柜与爬行机之间的电缆仅包括电源线和网线，从而减轻了电缆的直径和重量，保证了爬行机作业的安全性，并且由于各功能控制子系统独立工作，因此即使在出现系统报错时，也便于进行电缆的检修，从而满足了用户的焊接需求。通过增加辅助控制子系统还可以根据实际焊接需求连接对应的操作部件，从而增加系统的兼容性和安全性。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种爬行焊接机器人控制系统，其特征在于，包括电控柜和爬行机，所述爬行机中包括电源控制子系统和多个功能控制子系统，所述电源控制子系统与所述电控柜通过电源线和网线连接，每个所述功能控制子系统分别通过网线与所述电控柜连接，以及与所述电源控制子系统进行通信连接；
所述电控柜，用于向所述电源控制子系统和每个所述功能控制子系统分别下发匹配的控制指令；
所述电源控制子系统，用于根据接收到的所述控制指令对每个所述功能控制子系统进行电压控制；
所述功能控制子系统，用于根据接收到的所述控制指令对所连接的操作部件进行状态控制。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功能控制子系统包括主推进控制子系统，所述主推进控制子系统所连接的操作部件包括左右轮伺服电机；
所述主推进控制子系统，用于根据所述控制指令对所述左右轮伺服电机的转速进行调整、对所述左右轮伺服电机的转速进行获取以及对所述左右轮伺服电机进行故障诊断和恢复。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功能控制子系统包括十字滑块控制子系统，所述十字滑块控制子系统所连接的操作部件包括横纵滑伺服电机；
所述十字滑块控制子系统，用于根据所述控制指令对所述横纵滑伺服电机的位置进行调整、对调整后的位置进行获取以及对所述横纵滑伺服电机进行故障诊断和恢复。
4.根据权利要求要求1所述的系统，其特征在于，所述功能控制子系统包括焊机控制子系统，所述焊机控制子系统所连接的操作部件包括焊机；
所述焊机控制子系统，用于根据所述控制指令对所述焊机进行参数的配置以及状态的获取。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述功能控制子系统包括辅助控制子系统，所述辅助控制子系统所连接的操作部件包括抱闸电机、姿态传感器或超声波传感器；
所述辅助控制子系统，用于根据所述控制指令对所述抱闸电机、姿态传感器或超声波传感器进行运行状态的调整。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电控柜中包括主控制器，所述电源控制子系统和多个所述功能控制子系统与所述主控制器连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电源控制子系统，用于在系统上电时，从所述控制指令中提取每个所述功能控制子系统所分配的电压值，并通过电源线从所述主控制器获取与所述电压值对应的电压传输给每个所述功能控制子系统进行供电。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电源控制子系统，还用于获取每个所述功能控制子系统运行状态下的工作电压值和工作电流值，并将所述工作电压值和工作电流值通过网线传输给所述主控制器，以使所述主控制器对每个所述功能控制子系统的电压和电流状态进行监测。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述爬行机中还包括路由器，所述电源控制子系统和多个所述功能控制子系统分别采用以太网协议通过所述路由器与所述主控制器连接。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述功能控制子系统还用于获取所连接的操作部件的运行参数，并将运行参数通过网线传输给所述主控制器，以使所述主控制器根据所获取的运行参数对每个所述功能控制子系统所连接的操作部件进行监测。
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