CN114769968A - 一种基于多工业机器人的自动焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多工业机器人的自动焊接系统，包括：多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

Description

一种基于多工业机器人的自动焊接系统

技术领域

本发明涉及工业机器人精密焊接技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于多工业机器人的自动焊接系统。

背景技术

现阶段，工业机器人焊接系统组合配合不够灵活：存在以下问题：如何进行多工业机器人分组协作以及如何根据工件分析仍待提高，并且存在如何对多工业机器人进行联合控制、相互组合自动焊接等问题；因此，有必要提出一种基于多工业机器人的自动焊接系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明；本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题本发明提供了一种基于多工业机器人的自动焊接系统，包括：

多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；

机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；

焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；

多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

优选的，所述多工业机器人流水焊接分系统包括：

机器人及流水焊位子系统，用于将焊接所需多工业机器人设置移动焊接底座，根据流水式焊接工艺，设定多工业机器人流水焊位位置；

流水焊位引导定位子系统，用于将多工业机器人引导至多工业机器人流水焊位位置，并进行流水焊位位置定位；

引导定位流水焊接子系统，用于根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接。

优选的，所述机器人协作式分组焊接分系统包括：

机器人及协作焊位子系统，用于根据协作式焊接工艺，设定多工业机器人协作焊位位置；

协作焊位引导定位子系统，用于用于将多工业机器人引导至多工业机器人协作焊位位置，并进行协作焊位位置定位；

引导定位分组焊接子系统，用于根据协作焊位位置定位通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接。

优选的，所述流水协作分析焊接组合分系统包括：

流水协作工件分析子系统，用于对待焊接工件进行焊接方式分析，通过焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；

工件分析结果输出子系统，用于将流水协作组合分析结果通过无线传输进行工件分析结果输出；

结果输出移动组合子系统，用于根据工件分析结果输出控制机器人移动并相互组合，获得流水协作多型组合焊接模式。

优选的，所述多型组合控制自动焊接分系统包括：

多型组合联合控制子系统，用于根据流水协作多型组合焊接模式对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制；

联合控制协调驱动子系统，用于根据多型机器人组合联合控制信号，控制协调驱动系统进行多型机器人流水协作组合；

协调驱动自动焊接子系统，用于根据多型机器人流水协作组合进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

优选的，所述机器人及流水焊位子系统包括：

多机器人移动底座单元，用于设置机器人移动底座，并在机器人移动底座上设置移动连接接口；

移动底座焊位设置单元，用于根据机器人移动底座的定位点，设置移动底座焊位位置；

焊位设置流水工位单元，用于将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上。

优选的，所述流水协作工件分析子系统包括：

焊接工件初始衔接单元，用于通过建模仿真软件和立体衔接软件，构建待焊接工件的初始立体模型，确定所述初始立体模型中的衔接位置；

初始衔接参数顺序单元，用于对各所述衔接位置进行弹塑性计算，同时对各所述衔接位置进行变形分析和应力分析，获取各所述衔接位置的焊接参数和焊接顺序；

参数顺序工艺组合单元，用于根据各所述衔接位置的焊接参数，获取各所述衔接位置的初始焊接工艺步骤；根据所述初始焊接工艺步骤对所述待焊接工件的初始立体模型中存在焊接参数模糊的衔接位置进行优化获取各衔接位置的优化焊接工艺步骤；将所述优化焊接工艺步骤增加到所述待焊接工件的初始立体模型中，生成所述待焊接工件的立体工艺模型；通过待焊接工件的立体工艺模型，进行焊接方式分析获得流水协作组合分析结果。

优选的，所述结果输出移动组合子系统包括：

工件分析结果传输单元，用于传输工件分析结果信息到工业机器人移动控制单元；

工业机器人移动控制单元，用于根据工件分析结果控制多机器人的机器人移动底座进行移动并相互组合；

移动控制导引定位单元，用于对多机器人相互组合进行导引定位，多机器人组合导引定位后获得多型组合焊接模式，多型组合焊接模式包括：流水式焊接组合模式和/或协作式焊接组合模式。

优选的，所述多型组合联合控制子系统包括：

焊接识别联合控制单元，用于获取进入所述流水焊位及协作焊位的工件对应的焊接标识；读取和保存所述焊接标识，根据所述焊接标识分配相应的焊接组合层，以及根据来自所述焊接动作组合控制单元的焊接检测信息和所述焊接轨迹跟踪监控单元的运动监测信息对所述焊接组合层进行状态位数据更新，对完成更新的焊接组合层进行工艺解析，获得与所述工件相对应的工艺记录；焊接识别联合控制单元与焊接动作组合控制单元通信连接；

焊接动作组合控制单元，用于根据所述焊接组合层，设置相应的工艺检测参数，以及根据所述工艺检测参数对所述工件进行工艺检测、得到焊接检测信息，根据焊接检测信息进行焊接动作组合控制；

焊接轨迹跟踪监控单元，用于对所述工件进行焊接轨迹跟踪监测，得到焊接轨迹跟踪监测信息；所述焊接组合层包括焊接次序层、工艺代号层、工艺状态层和焊接监控四层数据结构；其中，所述焊接次序层，用于表征所述工件进入所述流水焊位及协作焊位的次序；所述工艺代号层，用于表征所述工件的检测工艺；焊接轨迹跟踪监控单元与所述焊接识别联合控制单元通信连接；所述工艺状态层，用于表征所述工件在所述流水焊位及协作焊位中的焊接进程和焊接结果；所述焊接监控层，用于表征所述工件是否在所述流水焊位及协作焊位中丢失或在未进行完所有焊接工艺前被移出所述流水焊位及协作焊位。

优选的，所述协调驱动自动焊接子系统包括：

协调驱动工艺生成单元，用于根据多型机器人流水协作组合生成多工业机器人焊接工艺过程；

工艺生成程序指令单元，用于根据多工业机器人焊接工艺过程调取焊接程序指令；

程序指令自动焊接单元，用于根据焊接程序指令执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明一种基于多工业机器人的自动焊接系统，包括：多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；通过焊接机器人专用指令和Smart动态逻辑组件功能构建焊接工作站的机器人和变位机协同作业运动轨迹，并运用TCP跟踪和仿真，能够进一步精确识别焊接轨迹和变位机协同作业的准确性；可以改善现有的焊接机器人固定位置不能灵活组合的问题，提高多工业机器人焊接的灵活性并快速适应形式多样的焊接需求；能够更准确及智能的进行单元协作配合焊接；能够自动识别匹配对应焊接方式大幅减少焊接方式匹配的大量人力参与并提高焊接模式匹配的稳定性；能够高效进行非同型机器人组合联合控制、及焊接任务类型；能够提高机器人定位精准度，实现接口自动连接级别的智能自充电数据连接。

本发明所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统系统框图。

图2为本发明所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统实施例1图。

图3为本发明所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统实施例2图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施；如图1-3所示，本发明提供了一种基于多工业机器人的自动焊接系统，包括：

多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；

机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；

焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；

多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

上述技术方案的工作原理为：本发明一种基于多工业机器人的自动焊接系统，将焊接机器人设计为可自主移动并相互匹配协调组合，结合流水线焊接和单元焊接的工艺需求自动组合调整；包括：多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；通过焊接机器人专用指令和Smart动态逻辑组件功能构建焊接工作站的机器人和变位机协同作业运动轨迹，并运用TCP跟踪和仿真；多工业机器人流水焊接分系统和机器人协作式分组焊接分系统同时通过工业机器人数据传输接口及通信传输单元，与机器人协作式分组焊接分系统进行数据通信传输，机器人协作式分组焊接分系统与焊接流水协作分析组合分系统进行数据通信及信号传输，多工业机器人同时连接焊接工业电源及控制电源。

上述技术方案的有益效果为：本发明一种基于多工业机器人的自动焊接系统，包括：多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；通过焊接机器人专用指令和Smart动态逻辑组件功能构建焊接工作站的机器人和变位机协同作业运动轨迹，并运用TCP跟踪和仿真，能够进一步精确识别焊接轨迹和变位机协同作业的准确性；可以改善现有的焊接机器人固定位置不能灵活组合的问题，提高多工业机器人焊接的灵活性并快速适应形式多样的焊接需求；能够更准确及智能的进行单元协作配合焊接；能够自动识别匹配对应焊接方式大幅减少焊接方式匹配的大量人力参与并提高焊接模式匹配的稳定性；能够高效进行非同型机器人组合联合控制、及焊接任务类型；能够提高机器人定位精准度，实现接口自动连接级别的智能自充电数据连接。

在一个实施例中，所述多工业机器人流水焊接分系统包括：

机器人及流水焊位子系统，用于将焊接所需多工业机器人设置移动焊接底座，根据流水式焊接工艺，设定多工业机器人流水焊位位置；

流水焊位引导定位子系统，用于将多工业机器人引导至多工业机器人流水焊位位置，并进行流水焊位位置定位；

引导定位流水焊接子系统，用于根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接。

上述技术方案的工作原理为，根据机器人移动定位及流水位置设定、定位导航引导，进行流水线式配合焊接；所述多工业机器人流水焊接分系统包括：机器人及流水焊位子系统，用于将焊接所需多工业机器人设置移动焊接底座，根据流水式焊接工艺，设定多工业机器人流水焊位位置；流水焊位引导定位子系统，用于将多工业机器人引导至多工业机器人流水焊位位置，并进行流水焊位位置定位；引导定位流水焊接子系统，用于根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接。

上述技术方案的有益效果为，根据机器人移动定位及流水位置设定、定位导航引导，进行流水线式配合焊接；所述多工业机器人流水焊接分系统包括：机器人及流水焊位子系统，用于将焊接所需多工业机器人设置移动焊接底座，根据流水式焊接工艺，设定多工业机器人流水焊位位置；流水焊位引导定位子系统，用于将多工业机器人引导至多工业机器人流水焊位位置，并进行流水焊位位置定位；引导定位流水焊接子系统，用于根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；可以改善现有的焊接机器人固定位置不能灵活组合的问题，提高多工业机器人焊接的灵活性并快速适应形式多样的焊接需求。

在一个实施例中，所述机器人协作式分组焊接分系统包括：

机器人及协作焊位子系统，用于根据协作式焊接工艺，设定多工业机器人协作焊位位置；

协作焊位引导定位子系统，用于用于将多工业机器人引导至多工业机器人协作焊位位置，并进行协作焊位位置定位；

引导定位分组焊接子系统，用于根据协作焊位位置定位通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接。

上述技术方案的工作原理为，根据机器人移动定位及单元式及协作配合位置设定、定位导航引导，进行单元协作式配合焊接；所述机器人协作式分组焊接分系统包括：机器人及协作焊位子系统，用于根据协作式焊接工艺，设定多工业机器人协作焊位位置；协作焊位引导定位子系统，用于用于将多工业机器人引导至多工业机器人协作焊位位置，并进行协作焊位位置定位；引导定位分组焊接子系统，用于根据协作焊位位置定位通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接。

上述技术方案的有益效果为，根据机器人移动定位及单元式及协作配合位置设定、定位导航引导，进行单元协作式配合焊接；所述机器人协作式分组焊接分系统包括：机器人及协作焊位子系统，用于根据协作式焊接工艺，设定多工业机器人协作焊位位置；协作焊位引导定位子系统，用于用于将多工业机器人引导至多工业机器人协作焊位位置，并进行协作焊位位置定位；引导定位分组焊接子系统，用于根据协作焊位位置定位通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；能够更准确及智能的进行单元协作配合焊接。

在一个实施例中，所述流水协作分析焊接组合分系统包括：

流水协作工件分析子系统，用于对待焊接工件进行焊接方式分析，通过焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；

工件分析结果输出子系统，用于将流水协作组合分析结果通过无线传输进行工件分析结果输出；

结果输出移动组合子系统，用于根据工件分析结果输出控制机器人移动并相互组合，获得流水协作多型组合焊接模式。

上述技术方案的工作原理为，根据工件自动识别匹配对应焊接方式，并生成多种类型的组合焊接模式；所述流水协作分析焊接组合分系统包括：流水协作工件分析子系统，用于对待焊接工件进行焊接方式分析，通过焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；工件分析结果输出子系统，用于将流水协作组合分析结果通过无线传输进行工件分析结果输出；结果输出移动组合子系统，用于根据工件分析结果输出控制机器人移动并相互组合，获得流水协作多型组合焊接模式。

上述技术方案的有益效果为，根据工件自动识别匹配对应焊接方式，并生成多种类型的组合焊接模式；所述流水协作分析焊接组合分系统包括：流水协作工件分析子系统，用于对待焊接工件进行焊接方式分析，通过焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；工件分析结果输出子系统，用于将流水协作组合分析结果通过无线传输进行工件分析结果输出；结果输出移动组合子系统，用于根据工件分析结果输出控制机器人移动并相互组合，获得流水协作多型组合焊接模式；能够自动识别匹配对应焊接方式大幅减少焊接方式匹配的大量人力参与并提高焊接模式匹配的稳定性。

在一个实施例中，所述多型组合控制自动焊接分系统包括：

多型组合联合控制子系统，用于根据流水协作多型组合焊接模式对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制；

联合控制协调驱动子系统，用于根据多型机器人组合联合控制信号，控制协调驱动系统进行多型机器人流水协作组合；

协调驱动自动焊接子系统，用于根据多型机器人流水协作组合进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

上述技术方案的工作原理为，利用多型组合联合控制、协调驱动进行自动焊接；所述多型组合控制自动焊接分系统包括：多型组合联合控制子系统，用于根据流水协作多型组合焊接模式对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制；联合控制协调驱动子系统，用于根据多型机器人组合联合控制信号，控制协调驱动系统进行多型机器人流水协作组合；协调驱动自动焊接子系统，用于根据多型机器人流水协作组合进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

上述技术方案的有益效果为，利用多型组合联合控制、协调驱动进行自动焊接；所述多型组合控制自动焊接分系统包括：多型组合联合控制子系统，用于根据流水协作多型组合焊接模式对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制；联合控制协调驱动子系统，用于根据多型机器人组合联合控制信号，控制协调驱动系统进行多型机器人流水协作组合；协调驱动自动焊接子系统，用于根据多型机器人流水协作组合进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；能够高效进行非同型机器人组合联合控制、及焊接任务类型。

在一个实施例中，所述机器人及流水焊位子系统包括：

多机器人移动底座单元，用于设置机器人移动底座，并在机器人移动底座上设置移动连接接口；

移动底座焊位设置单元，用于根据机器人移动底座的定位点，设置移动底座焊位位置；

焊位设置流水工位单元，用于将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上。

上述技术方案的工作原理为，通过视觉定位及底座接近传感精准定位，移动控制自充电数据连接，将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上；所述机器人及流水焊位子系统包括：多机器人移动底座单元，用于设置机器人移动底座，并在机器人移动底座上设置移动连接接口；移动底座焊位设置单元，用于根据机器人移动底座的定位点，设置移动底座焊位位置；焊位设置流水工位单元，用于将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上。

上述技术方案的有益效果为，通过视觉定位及底座接近传感精准定位，移动控制自充电数据连接，将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上；所述机器人及流水焊位子系统包括：多机器人移动底座单元，用于设置机器人移动底座，并在机器人移动底座上设置移动连接接口；移动底座焊位设置单元，用于根据机器人移动底座的定位点，设置移动底座焊位位置；焊位设置流水工位单元，用于将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上；能够提高机器人定位精准度，实现接口自动连接级别的智能自充电数据连接。

在一个实施例中，所述流水协作工件分析子系统包括：

焊接工件初始衔接单元，用于通过建模仿真软件和立体衔接软件，构建待焊接工件的初始立体模型，确定所述初始立体模型中的衔接位置；

初始衔接参数顺序单元，用于对各所述衔接位置进行弹塑性计算，同时对各所述衔接位置进行变形分析和应力分析，获取各所述衔接位置的焊接参数和焊接顺序；

参数顺序工艺组合单元，用于根据各所述衔接位置的焊接参数，获取各所述衔接位置的初始焊接工艺步骤；根据所述初始焊接工艺步骤对所述待焊接工件的初始立体模型中存在焊接参数模糊的衔接位置进行优化获取各衔接位置的优化焊接工艺步骤；将所述优化焊接工艺步骤增加到所述待焊接工件的初始立体模型中，生成所述待焊接工件的立体工艺模型；通过待焊接工件的立体工艺模型，进行焊接方式分析获得流水协作组合分析结果。

上述技术方案的工作原理为，根据焊接工件初始衔接、参数顺序以及变形分析和应力分析计算，参数顺序工艺组合进行焊接方式分析；所述流水协作工件分析子系统包括：焊接工件初始衔接单元，用于通过建模仿真软件和立体衔接软件，构建待焊接工件的初始立体模型，确定所述初始立体模型中的衔接位置；初始衔接参数顺序单元，用于对各所述衔接位置进行弹塑性计算，同时对各所述衔接位置进行变形分析和应力分析，获取各所述衔接位置的焊接参数和焊接顺序；参数顺序工艺组合单元，用于根据各所述衔接位置的焊接参数，获取各所述衔接位置的初始焊接工艺步骤；根据所述初始焊接工艺步骤对所述待焊接工件的初始立体模型中存在焊接参数模糊的衔接位置进行优化获取各衔接位置的优化焊接工艺步骤；将所述优化焊接工艺步骤增加到所述待焊接工件的初始立体模型中，生成所述待焊接工件的立体工艺模型；通过待焊接工件的立体工艺模型，进行焊接方式分析获得流水协作组合分析结果。

上述技术方案的有益效果为，根据焊接工件初始衔接、参数顺序以及变形分析和应力分析计算，参数顺序工艺组合进行焊接方式分析；所述流水协作工件分析子系统包括：焊接工件初始衔接单元，用于通过建模仿真软件和立体衔接软件，构建待焊接工件的初始立体模型，确定所述初始立体模型中的衔接位置；初始衔接参数顺序单元，用于对各所述衔接位置进行弹塑性计算，同时对各所述衔接位置进行变形分析和应力分析，获取各所述衔接位置的焊接参数和焊接顺序；参数顺序工艺组合单元，用于根据各所述衔接位置的焊接参数，获取各所述衔接位置的初始焊接工艺步骤；根据所述初始焊接工艺步骤对所述待焊接工件的初始立体模型中存在焊接参数模糊的衔接位置进行优化获取各衔接位置的优化焊接工艺步骤；将所述优化焊接工艺步骤增加到所述待焊接工件的初始立体模型中，生成所述待焊接工件的立体工艺模型；通过待焊接工件的立体工艺模型，进行焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；将复杂的焊接方式过程分析结合图形衔接、变形分析和应力分析计算，能够进行复杂的焊接过程分析并量化出分析结果。

在一个实施例中，所述结果输出移动组合子系统包括：

工件分析结果传输单元，用于传输工件分析结果信息到工业机器人移动控制单元；

工业机器人移动控制单元，用于根据工件分析结果控制多机器人的机器人移动底座进行移动并相互组合；

移动控制导引定位单元，用于对多机器人相互组合进行导引定位，多机器人组合导引定位后获得多型组合焊接模式，多型组合焊接模式包括：流水式焊接组合模式和/或协作式焊接组合模式；计算工业机器人焊接移动控制速度，计算公式如下：

其中，Vuzr代表工业机器人焊接移动控制速度；π代表圆周率；R代表工业机器人焊接机械臂转动半径；0xffff代表16进制1111；k代表焊接控制计时器第k个溢出周期；k1表示起始周期数；k2表示焊接控制计时器终止值；通过计算工业机器人焊接移动控制速度，进一步提高多工业机器人移动焊接效率。

上述技术方案的工作原理为，根据位姿及移动曲线，进行焊接工业机器人移动运算及控制；所述结果输出移动组合子系统包括：

工件分析结果传输单元，用于传输工件分析结果信息到工业机器人移动控制单元；

工业机器人移动控制单元，用于根据工件分析结果控制多机器人的机器人移动底座进行移动并相互组合；

移动控制导引定位单元，用于对多机器人相互组合进行导引定位，多机器人组合导引定位后获得多型组合焊接模式，多型组合焊接模式包括：流水式焊接组合模式和/或协作式焊接组合模式；计算工业机器人焊接移动控制速度，计算公式如下：

其中，Vuzr代表工业机器人焊接移动控制速度；π代表圆周率；R代表工业机器人焊接机械臂转动半径；0xffff代表16进制1111；k代表焊接控制计时器第k个溢出周期；k1表示起始周期数；k2表示焊接控制计时器终止值；通过计算工业机器人焊接移动控制速度，进一步提高多工业机器人移动焊接效率。

上述技术方案的有益效果为，根据位姿及移动曲线，进行焊接工业机器人移动运算及控制；所述结果输出移动组合子系统包括：工件分析结果传输单元，用于传输工件分析结果信息到工业机器人移动控制单元；工业机器人移动控制单元，用于根据工件分析结果控制多机器人的机器人移动底座进行移动并相互组合；移动控制导引定位单元，用于对多机器人相互组合进行导引定位，多机器人组合导引定位后获得多型组合焊接模式，多型组合焊接模式包括：流水式焊接组合模式和/或协作式焊接组合模式；计算工业机器人焊接移动控制速度，其中，Vuzr代表工业机器人焊接移动控制速度；π代表圆周率；R代表工业机器人焊接机械臂转动半径；0xffff代表16进制1111；k代表焊接控制计时器第k个溢出周期；k1表示起始周期数；k2表示焊接控制计时器终止值；通过计算工业机器人焊接移动控制速度，进一步提高多工业机器人移动焊接效率。

在一个实施例中，所述多型组合联合控制子系统包括：

焊接识别联合控制单元，用于获取进入所述流水焊位及协作焊位的工件对应的焊接标识；读取和保存所述焊接标识，根据所述焊接标识分配相应的焊接组合层，以及根据来自所述焊接动作组合控制单元的焊接检测信息和所述焊接轨迹跟踪监控单元的运动监测信息对所述焊接组合层进行状态位数据更新，对完成更新的焊接组合层进行工艺解析，获得与所述工件相对应的工艺记录；焊接识别联合控制单元与焊接动作组合控制单元通信连接；

焊接动作组合控制单元，用于根据所述焊接组合层，设置相应的工艺检测参数，以及根据所述工艺检测参数对所述工件进行工艺检测、得到焊接检测信息，根据焊接检测信息进行焊接动作组合控制；

焊接轨迹跟踪监控单元，用于对所述工件进行焊接轨迹跟踪监测，得到焊接轨迹跟踪监测信息；所述焊接组合层包括焊接次序层、工艺代号层、工艺状态层和焊接监控四层数据结构；其中，所述焊接次序层，用于表征所述工件进入所述流水焊位及协作焊位的次序；所述工艺代号层，用于表征所述工件的检测工艺；焊接轨迹跟踪监控单元与所述焊接识别联合控制单元通信连接；所述工艺状态层，用于表征所述工件在所述流水焊位及协作焊位中的焊接进程和焊接结果；所述焊接监控层，用于表征所述工件是否在所述流水焊位及协作焊位中丢失或在未进行完所有焊接工艺前被移出所述流水焊位及协作焊位。

上述技术方案的工作原理为，根据焊接图像识别联合控制、焊接动作组合控制以及焊接轨迹识别跟踪监控；所述多型组合联合控制子系统包括：

焊接识别联合控制单元，用于获取进入所述流水焊位及协作焊位的工件对应的焊接标识；读取和保存所述焊接标识，根据所述焊接标识分配相应的焊接组合层，以及根据来自所述焊接动作组合控制单元的焊接检测信息和所述焊接轨迹跟踪监控单元的运动监测信息对所述焊接组合层进行状态位数据更新，对完成更新的焊接组合层进行工艺解析，获得与所述工件相对应的工艺记录；焊接识别联合控制单元与焊接动作组合控制单元通信连接；

焊接动作组合控制单元，用于根据所述焊接组合层，设置相应的工艺检测参数，以及根据所述工艺检测参数对所述工件进行工艺检测、得到焊接检测信息，根据焊接检测信息进行焊接动作组合控制；

焊接轨迹跟踪监控单元，用于对所述工件进行焊接轨迹跟踪监测，得到焊接轨迹跟踪监测信息；所述焊接组合层包括焊接次序层、工艺代号层、工艺状态层和焊接监控四层数据结构；其中，所述焊接次序层，用于表征所述工件进入所述流水焊位及协作焊位的次序；所述工艺代号层，用于表征所述工件的检测工艺；焊接轨迹跟踪监控单元与所述焊接识别联合控制单元通信连接；所述工艺状态层，用于表征所述工件在所述流水焊位及协作焊位中的焊接进程和焊接结果；所述焊接监控层，用于表征所述工件是否在所述流水焊位及协作焊位中丢失或在未进行完所有焊接工艺前被移出所述流水焊位及协作焊位。

上述技术方案的有益效果为，根据焊接图像识别联合控制、焊接动作组合控制以及焊接轨迹识别跟踪监控；所述多型组合联合控制子系统包括：焊接识别联合控制单元，用于获取进入所述流水焊位及协作焊位的工件对应的焊接标识；读取和保存所述焊接标识，根据所述焊接标识分配相应的焊接组合层，以及根据来自所述焊接动作组合控制单元的焊接检测信息和所述焊接轨迹跟踪监控单元的运动监测信息对所述焊接组合层进行状态位数据更新，对完成更新的焊接组合层进行工艺解析，获得与所述工件相对应的工艺记录；焊接识别联合控制单元与焊接动作组合控制单元通信连接；焊接动作组合控制单元，用于根据所述焊接组合层，设置相应的工艺检测参数，以及根据所述工艺检测参数对所述工件进行工艺检测、得到焊接检测信息，根据焊接检测信息进行焊接动作组合控制；焊接轨迹跟踪监控单元，用于对所述工件进行焊接轨迹跟踪监测，得到焊接轨迹跟踪监测信息；所述焊接组合层包括焊接次序层、工艺代号层、工艺状态层和焊接监控四层数据结构；其中，所述焊接次序层，用于表征所述工件进入所述流水焊位及协作焊位的次序；所述工艺代号层，用于表征所述工件的检测工艺；焊接轨迹跟踪监控单元与所述焊接识别联合控制单元通信连接；所述工艺状态层，用于表征所述工件在所述流水焊位及协作焊位中的焊接进程和焊接结果；所述焊接监控层，用于表征所述工件是否在所述流水焊位及协作焊位中丢失或在未进行完所有焊接工艺前被移出所述流水焊位及协作焊位；能够提高焊接联合控制的综合控制协调，焊接动作配合控制更流畅，焊接轨迹识别跟踪更真实。

在一个实施例中，所述协调驱动自动焊接子系统包括：

协调驱动工艺生成单元，用于根据多型机器人流水协作组合生成多工业机器人焊接工艺过程；

工艺生成程序指令单元，用于根据多工业机器人焊接工艺过程调取焊接程序指令；

程序指令自动焊接单元，用于根据焊接程序指令执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

上述技术方案的工作原理为，根据自动组合逻辑程序，生成焊接工艺过程，并通过焊接机器人专用指令，自动调取焊接程序，焊接程序控制自动执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；所述协调驱动自动焊接子系统包括：协调驱动工艺生成单元，用于根据多型机器人流水协作组合生成多工业机器人焊接工艺过程；工艺生成程序指令单元，用于根据多工业机器人焊接工艺过程调取焊接程序指令；程序指令自动焊接单元，用于根据焊接程序指令执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

上述技术方案的有益效果为，根据自动组合逻辑程序，生成焊接工艺过程，并通过焊接机器人专用指令，自动调取焊接程序，焊接程序控制自动执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；所述协调驱动自动焊接子系统包括：协调驱动工艺生成单元，用于根据多型机器人流水协作组合生成多工业机器人焊接工艺过程；工艺生成程序指令单元，用于根据多工业机器人焊接工艺过程调取焊接程序指令；程序指令自动焊接单元，用于根据焊接程序指令执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接；减少多工业机器人大量重复的程序指令调取、组合编程，大幅提高多工业机器人焊接程序及程序执行的效率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，包括：

多工业机器人流水焊接分系统，用于设定多工业机器人流水焊位位置，根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接；

机器人协作式分组焊接分系统，用于设置机器人及协作焊位，通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接；

焊接流水协作分析组合分系统，用于进行流水协作工件分析，并根据工件分析结果，获得流水协作多型组合焊接模式；

多型组合控制自动焊接分系统，用于对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

2.根据权利要求1所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述多工业机器人流水焊接分系统包括：

机器人及流水焊位子系统，用于将焊接所需多工业机器人设置移动焊接底座，根据流水式焊接工艺，设定多工业机器人流水焊位位置；

流水焊位引导定位子系统，用于将多工业机器人引导至多工业机器人流水焊位位置，并进行流水焊位位置定位；

引导定位流水焊接子系统，用于根据流水焊位位置定位进行多工业机器人流水焊接。

3.根据权利要求1所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述机器人协作式分组焊接分系统包括：

机器人及协作焊位子系统，用于根据协作式焊接工艺，设定多工业机器人协作焊位位置；

协作焊位引导定位子系统，用于用于将多工业机器人引导至多工业机器人协作焊位位置，并进行协作焊位位置定位；

引导定位分组焊接子系统，用于根据协作焊位位置定位通过多工业机器人分组协作进行协作式分组焊接。

4.根据权利要求1所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述流水协作分析焊接组合分系统包括：

流水协作工件分析子系统，用于对待焊接工件进行焊接方式分析，通过焊接方式分析获得流水协作组合分析结果；

工件分析结果输出子系统，用于将流水协作组合分析结果通过无线传输进行工件分析结果输出；

结果输出移动组合子系统，用于根据工件分析结果输出控制机器人移动并相互组合，获得流水协作多型组合焊接模式。

5.根据权利要求1所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述多型组合控制自动焊接分系统包括：

多型组合联合控制子系统，用于根据流水协作多型组合焊接模式对多工业机器人进行多型机器人组合联合控制；

联合控制协调驱动子系统，用于根据多型机器人组合联合控制信号，控制协调驱动系统进行多型机器人流水协作组合；

协调驱动自动焊接子系统，用于根据多型机器人流水协作组合进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

6.根据权利要求2所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述机器人及流水焊位子系统包括：

多机器人移动底座单元，用于设置机器人移动底座，并在机器人移动底座上设置移动连接接口；

移动底座焊位设置单元，用于根据机器人移动底座的定位点，设置移动底座焊位位置；

焊位设置流水工位单元，用于将移动底座焊位位置排布在流水式焊接工位上。

7.根据权利要求4所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述流水协作工件分析子系统包括：

焊接工件初始衔接单元，用于通过建模仿真软件和立体衔接软件，构建待焊接工件的初始立体模型，确定所述初始立体模型中的衔接位置；

初始衔接参数顺序单元，用于对各所述衔接位置进行弹塑性计算，同时对各所述衔接位置进行变形分析和应力分析，获取各所述衔接位置的焊接参数和焊接顺序；

参数顺序工艺组合单元，用于根据各所述衔接位置的焊接参数，获取各所述衔接位置的初始焊接工艺步骤；根据所述初始焊接工艺步骤对所述待焊接工件的初始立体模型中存在焊接参数模糊的衔接位置进行优化获取各衔接位置的优化焊接工艺步骤；将所述优化焊接工艺步骤增加到所述待焊接工件的初始立体模型中，生成所述待焊接工件的立体工艺模型；通过待焊接工件的立体工艺模型，进行焊接方式分析获得流水协作组合分析结果。

8.根据权利要求4所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述结果输出移动组合子系统包括：

工件分析结果传输单元，用于传输工件分析结果信息到工业机器人移动控制单元；

工业机器人移动控制单元，用于根据工件分析结果控制多机器人的机器人移动底座进行移动并相互组合；

移动控制导引定位单元，用于对多机器人相互组合进行导引定位，多机器人组合导引定位后获得多型组合焊接模式，多型组合焊接模式包括：流水式焊接组合模式和/或协作式焊接组合模式。

9.根据权利要求5所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述多型组合联合控制子系统包括：

焊接识别联合控制单元，用于获取进入所述流水焊位及协作焊位的工件对应的焊接标识；读取和保存所述焊接标识，根据所述焊接标识分配相应的焊接组合层，以及根据来自所述焊接动作组合控制单元的焊接检测信息和所述焊接轨迹跟踪监控单元的运动监测信息对所述焊接组合层进行状态位数据更新，对完成更新的焊接组合层进行工艺解析，获得与所述工件相对应的工艺记录；焊接识别联合控制单元与焊接动作组合控制单元通信连接；

焊接动作组合控制单元，用于根据所述焊接组合层，设置相应的工艺检测参数，以及根据所述工艺检测参数对所述工件进行工艺检测、得到焊接检测信息，根据焊接检测信息进行焊接动作组合控制；

焊接轨迹跟踪监控单元，用于对所述工件进行焊接轨迹跟踪监测，得到焊接轨迹跟踪监测信息；所述焊接组合层包括焊接次序层、工艺代号层、工艺状态层和焊接监控四层数据结构；其中，所述焊接次序层，用于表征所述工件进入所述流水焊位及协作焊位的次序；所述工艺代号层，用于表征所述工件的检测工艺；焊接轨迹跟踪监控单元与所述焊接识别联合控制单元通信连接；所述工艺状态层，用于表征所述工件在所述流水焊位及协作焊位中的焊接进程和焊接结果；所述焊接监控层，用于表征所述工件是否在所述流水焊位及协作焊位中丢失或在未进行完所有焊接工艺前被移出所述流水焊位及协作焊位。

10.根据权利要求5所述的一种基于多工业机器人的自动焊接系统，其特征在于，所述协调驱动自动焊接子系统包括：

协调驱动工艺生成单元，用于根据多型机器人流水协作组合生成多工业机器人焊接工艺过程；

工艺生成程序指令单元，用于根据多工业机器人焊接工艺过程调取焊接程序指令；

程序指令自动焊接单元，用于根据焊接程序指令执行多机器人协作焊接动作，进行多工业机器人的流水协作组合自动焊接。

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