CN112894217A - 一种焊接机器人用焊枪自动校正系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及校正技术领域，且公开了一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，包括：专家控制器、传感器和焊枪控制系统；专家控制器包含信息获取与处理模块、知识库、推理机和控制规则器；传感器用于对焊枪的位置、环境和距离进行检测；信息获取与处理模块和传感器通讯连接，用于获取焊枪信息，并分析；信息获取与处理模块分别和知识库通讯连接；知识库用于根据系统的特点及实时控制要求，采用产生式规则描述过程的因果关系,并通过带有调整因子的模糊控制建立控制规则集；信息获取与处理模块和推理机通讯连接；知识库与推理机通讯连接。本发明提出一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，本发明灵活调节和良好控制。
Description
技术领域
本发明涉及校正领域，尤其涉及一种焊接机器人用焊枪自动校正系统。
背景技术
焊接机器人是用于进行自动焊接的工业机器人。焊接机器人广泛应用于焊接作业中不断重复、单调的长时间作业场景或高危恶劣环境的焊接作业场景,具有高生产率、高质量和高稳定性等特点。
众所周知,经典控制理论解决线性定常系统的控制问题是十分有效的,但在实际生产中对那些大滞后非线性时变等复杂对象，以及对那些难以获得数学模型的系统,采用传统的经典控制方法很难获得良好的控制效果。
为解决上述问题，本申请中提出一种焊接机器人用焊枪自动校正系统。
发明内容
(一)发明目的
为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，本发明灵活调节和良好控制。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，包括：专家控制器、传感器和焊枪控制系统；
专家控制器包含信息获取与处理模块、知识库、推理机和控制规则器；传感器用于对焊枪的位置、环境和距离进行检测；信息获取与处理模块和传感器通讯连接，用于获取焊枪信息，并分析；
信息获取与处理模块分别和知识库通讯连接；知识库用于根据系统的特点及实时控制要求，采用产生式规则描述过程的因果关系,并通过带有调整因子的模糊控制建立控制规则集；信息获取与处理模块和推理机通讯连接；
知识库与推理机通讯连接；控制规则器分别与知识库和推理机通讯连接；
焊枪控制系统分别与控制规则器和传感器通讯连接。
优选的，焊枪控制系统包含遥控器电路、DSP应用板、光隔、驱动器和步进电机；遥控器电路分别与DSP应用板和传感器电性连接；DSP应用板通过光隔与驱动器通讯连接。
优选的，感器内包含红外检测模块、CCD图像检测模块、无线控制模块、位置传感器、超声波测距模块和气体湿度检测模块。
优选的，知识库的模型可用如下解析式表示：
U＝f(E，K，O，U)
其中f为智能算子，其基本形式为：
IF E AND K THEN(IF O THEN U)
该式中E＝(e1,e2,…，en)为控制器输入信息集，在本系统中为焊枪的实际空间位置；K＝(k1，k2，…，k3)为知识库中的经验数据与事实集，在本系统中为焊枪的经验俯仰角数据；O＝(o1，o2，…，o3)为推理机的输出集；U＝(u1，u2，…，u3)为控制规则输出集，为焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
优选的，智能算子f的含义是:根据输人信息E和知识库中的经验数据与规则K进行推理，然后根据推理结果0，输出相应的控制行为U；根据焊枪的实际空间位置和规则进行推理,得到焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
优选的，焊枪控制系统的内部还包含手动控制模块，手动控制模块用于对焊枪的角度进行手动调节。
优选的，专家控制器通过无线通讯模块通讯连接有移动端。
优选的，移动端选用手机端。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
本系统主要由基于知识的专家控制器、位置传感器和被控对象组成；系统运行时由位置传感器检测管道焊接机器人焊枪的空间位置，专家控制器根据测量到的实际空间位置及知识库中的规则，导出每一采样时刻的合适的俯仰角控制信号，并采用DSP作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节；系统专家控制器与管道焊接机器人的焊枪形成闭环系统完成实时控制；专家智能控制系统是基于知识的智能控制,它是人工智能、专家系统、自动控制、模糊技术相结合的产物；它利用专家系统的推理机制决定控制方法的灵活选用，实现解析规律与启发式逻辑的结合、知识模型与控制模型结合；它模拟人的智能行为,采取有效的控制策略，从而使控制性能的满意实现成为可能；专家智能控制技术对于焊枪姿态控制这样难以获得数学模型的复杂被控对象或过程尤为必要，采用该技术可以实现焊枪姿态的智能控制,提高焊接质量。
附图说明
图1为本发明提出的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统的结构示意图。
图2为本发明提出的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统中焊枪控制系统图。
图3为本发明提出的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统中传感器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1-3所示，本发明提出的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，包括：专家控制器、传感器和焊枪控制系统；
专家控制器包含信息获取与处理模块、知识库、推理机和控制规则器；传感器用于对焊枪的位置、环境和距离进行检测；信息获取与处理模块和传感器通讯连接，用于获取焊枪信息，并分析；
信息获取与处理模块分别和知识库通讯连接；知识库用于根据系统的特点及实时控制要求，采用产生式规则描述过程的因果关系,并通过带有调整因子的模糊控制建立控制规则集；信息获取与处理模块和推理机通讯连接；
知识库与推理机通讯连接；控制规则器分别与知识库和推理机通讯连接；
焊枪控制系统分别与控制规则器和传感器通讯连接。
在一个可选的实施例中，焊枪控制系统包含遥控器电路、DSP应用板、光隔、驱动器和步进电机；遥控器电路分别与DSP应用板和传感器电性连接；DSP应用板通过光隔与驱动器通讯连接。
在一个可选的实施例中，感器内包含红外检测模块、CCD图像检测模块、无线控制模块、位置传感器、超声波测距模块和气体湿度检测模块。
在一个可选的实施例中，知识库的模型可用如下解析式表示：
U＝f(E，K，O，U)
其中f为智能算子，其基本形式为：
IF E AND K THEN(IF O THEN U)
该式中E＝(e1,e2,…，en)为控制器输入信息集，在本系统中为焊枪的实际空间位置；K＝(k1，k2，…，k3)为知识库中的经验数据与事实集，在本系统中为焊枪的经验俯仰角数据；O＝(o1，o2，…，o3)为推理机的输出集；U＝(u1，u2，…，u3)为控制规则输出集，为焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
在一个可选的实施例中，智能算子f的含义是:根据输人信息E和知识库中的经验数据与规则K进行推理，然后根据推理结果0，输出相应的控制行为U；根据焊枪的实际空间位置和规则进行推理,得到焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
在一个可选的实施例中，焊枪控制系统的内部还包含手动控制模块，手动控制模块用于对焊枪的角度进行手动调节。
在一个可选的实施例中，专家控制器通过无线通讯模块通讯连接有移动端。
在一个可选的实施例中，移动端选用手机端。
本发明中，本系统主要由基于知识的专家控制器、位置传感器和被控对象组成；系统运行时由位置传感器检测管道焊接机器人焊枪的空间位置，专家控制器根据测量到的实际空间位置及知识库中的规则，导出每一采样时刻的合适的俯仰角控制信号，并采用DSP作为控制器驱动焊枪俯仰角步进电机动作,实现对焊枪俯仰角的实时调节；系统专家控制器与管道焊接机器人的焊枪形成闭环系统完成实时控制；专家智能控制系统是基于知识的智能控制,它是人工智能、专家系统、自动控制、模糊技术相结合的产物；它利用专家系统的推理机制决定控制方法的灵活选用，实现解析规律与启发式逻辑的结合、知识模型与控制模型结合；它模拟人的智能行为,采取有效的控制策略，从而使控制性能的满意实现成为可能；专家智能控制技术对于焊枪姿态控制这样难以获得数学模型的复杂被控对象或过程尤为必要，采用该技术可以实现焊枪姿态的智能控制,提高焊接质量。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (8)
1.一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，包括：专家控制器、传感器和焊枪控制系统；
专家控制器包含信息获取与处理模块、知识库、推理机和控制规则器；传感器用于对焊枪的位置、环境和距离进行检测；信息获取与处理模块和传感器通讯连接，用于获取焊枪信息，并分析；
信息获取与处理模块分别和知识库通讯连接；知识库用于根据系统的特点及实时控制要求，采用产生式规则描述过程的因果关系,并通过带有调整因子的模糊控制建立控制规则集；信息获取与处理模块和推理机通讯连接；
知识库与推理机通讯连接；控制规则器分别与知识库和推理机通讯连接；
焊枪控制系统分别与控制规则器和传感器通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，焊枪控制系统包含遥控器电路、DSP应用板、光隔、驱动器和步进电机；遥控器电路分别与DSP应用板和传感器电性连接；DSP应用板通过光隔与驱动器通讯连接。
3.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，传感器内包含红外检测模块、CCD图像检测模块、无线控制模块、位置传感器、超声波测距模块和气体湿度检测模块。
4.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，知识库的模型可用如下解析式表示：
U＝f(E，K，O，U)
其中f为智能算子，其基本形式为：
IF E AND K THEN(IF O THEN U)
该式中E＝(e1,e2,…，en)为控制器输入信息集，在本系统中为焊枪的实际空间位置；K＝(k1，k2，…，k3)为知识库中的经验数据与事实集，在本系统中为焊枪的经验俯仰角数据；O＝(o1，o2，…，o3)为推理机的输出集；U＝(u1，u2，…，u3)为控制规则输出集，为焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
5.根据权利要求4所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，智能算子f的含义是:根据输人信息E和知识库中的经验数据与规则K进行推理，然后根据推理结果0，输出相应的控制行为U；根据焊枪的实际空间位置和规则进行推理,得到焊枪在某特定空间位置时的俯仰角。
6.根据权利要求2所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，焊枪控制系统的内部还包含手动控制模块，手动控制模块用于对焊枪的角度进行手动调节。
7.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，专家控制器通过无线通讯模块通讯连接有移动端。
8.根据权利要求7所述的一种焊接机器人用焊枪自动校正系统，其特征在于，移动端选用手机端。
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| CN202110091893.5A Pending CN112894217A (zh) | 2021-01-23 | 2021-01-23 | 一种焊接机器人用焊枪自动校正系统 |
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