CN115091041A - 智能焊割机器人工程平台车及施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及智能焊割机器人工程平台车及施工方法，包括移动平台，在移动平台上设置有焊接机器人、抓取机器人以及控制系统；焊接机器人用于工件与预埋件的焊接；在抓取机器人上设置有工件夹持机构、CCD相机检测机构以及金属探测仪；控制系统用于控制所述的移动平台、焊接机器人以及抓取机器人动作。本申请通过移动平台移动到各个预埋件的位置，通过抓取机器人上的金属探测仪检测预埋件是否漏埋，通过CCD相机检测预埋件的位置、安装角度、形状等，并通过工件夹持机构夹持工件送入到预埋件的位置，通过焊接机器人将工件与预埋件进行焊接，焊接后再通过CCD相机检测机构对焊缝进行检测，实现了工件与预埋件的自动焊接、检测，提高了焊接的效率以及精度。

Description

智能焊割机器人工程平台车及施工方法

技术领域

本申请涉及焊接的技术领域，尤其是涉及一种智能焊割机器人工程平台车及施工方法。

背景技术

幕墙是现代大型和高层建筑常用的带有装饰效果的轻质墙体，利用各种强劲、轻盈、美观的建筑材料取代传统的砖石或窗墙结合的外墙工法，使整栋建筑美观，使用功能健全而又安全；而建筑幕墙的安装一般是通过在预埋件上焊接转接板，通过转接板与幕墙的龙骨进行固定，而转接板与预埋件焊接的牢靠性以及精度好坏决定了龙骨安装的牢靠性和精度。

针对上述中的相关技术，发明人认为目前在预埋件与转接板之间的焊接的作业都是通过人工进行焊接，其焊接效率低，焊接精度低。

发明内容

为了提高预埋件与转接板的焊接效率以及精度，本申请提供一种智能焊割机器人工程平台车及施工方法。

第一方面，本申请提供了一种智能焊割机器人工程平台车，采用如下的技术方案：

一种智能焊割机器人工程平台车，包括移动平台，在移动平台上设置有焊接机器人、抓取机器人以及控制系统；所述的焊接机器人用于工件与预埋件的焊接；在抓取机器人上设置有工件夹持机构、CCD相机检测机构以及金属探测仪，其中工件夹持机构用于工件的夹持，金属探测仪用于预埋件的检测，所述的CCD相机检测机构用于预埋件位置检测；所述的控制系统用于控制所述的移动平台、焊接机器人以及抓取机器人动作。

通过上述技术方案，通过移动平台移动到各个预埋件的位置，通过抓取机器人上的金属探测仪检测预埋件是否漏埋，通过CCD相机检测预埋件的位置、安装角度、形状等，并通过工件夹持机构夹持工件送入到预埋件的位置，通过焊接机器人将工件与预埋件进行焊接，焊接后再通过CCD相机检测机构对焊缝进行检测，实现了工件与预埋件的自动焊接、检测，提高了焊接的效率以及精度。

可选的，在所述的移动平台上还设置有切割机器人，所述的切割机器人用于工件以及预埋件的切割。

通过上述技术方案，通过设置切割机器人，当预埋件安装角度等有偏差的时候，可以通过切割机器人将工件进行切割，使得工件与预埋件进行适配，保证了焊接后的工件的位置的精确性。

可选的，所述切割机器人采用激光切割，在所述的移动平台上还设置有激光发生器与所述的切割机器人连接。

通过上述技术方案，采用激光发生器与切割机器人连接，能够实现激光切割，切割质量好，效率高。

可选的，所述的抓取机器人包括六轴机器人，在六轴机器人的末端执行机构上设置有安装板，在安装板的上部设置有电动夹爪，在所述的安装板的下端设置有CCD相机检测机构以及金属探测仪。

通过上述技术方案，抓取机器人采用六轴机器人，抓取面积大，效率高，同时通过将电动夹爪与检测机构采用上下端的安装方式，使得电动夹爪与检测机构不干涉。

可选的，在所述的焊接机器人上设置有激光焊缝跟踪传感器。

通过上述技术方案，通过设置激光焊缝跟踪传感器，焊接机器人能够以激光点横向快速扫过工件表面而获得焊缝截面的轮廓信息，引导机器人自动完成焊接，提高了焊接的效率以及焊接的质量。

可选的，在所述移动平台上还设置有用于放置工件的工件收纳筐。

通过上述技术方案，通过在移动平台上设置工件收纳筐，通过移动平台可以携带工件进行焊接，其自动化程度高。

可选的，在所述的移动平台上还设置有焊枪清洗装置。

通过上述技术方案，通过焊枪清洗装置向焊枪喷清洗油，清洗油到达焊枪喷嘴的内表面，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连。

第二方面，本申请了一种智能焊割机器人工程平台车的施工方法，包括以下步骤：

（1）、将工程平台车送入到待焊接的楼层，工程平台车通过控制系统进行初始位置的定位；

（2）、抓取机器人动作，进行预埋件位置的检测，将预埋件的坐标数据与设定的坐标坐标值进行比对，做出合格或者不合格两种控制指令；

（3）、如果判定为不合格状态，控制系统将不合格的预埋件的位置信息记录，并发送警示，由人工进行处置，同时，工程平台车移动到下一工位，并执行步骤（2）到步骤（3），如判断为合格状态，则将信息发送给抓取机器人、焊接机器人，进行下一步动作；

（4）、抓取机器人抓取工件，送入到预埋件的位置，焊接机器人对工件及预埋件进行焊接；

（5）、焊接完成后，通过抓取机器人对焊缝进行检测，如果焊缝合格，则进行下一步，如果不合格，人工进行参数修正后，再次进行焊接作业；

（6）、机器人回小车原点，小车移动到下一工位，继续执行步骤（2）到步骤（5）。

通过上述技术方案，当工程平台车到达焊接的楼层后，经过定位后根据设定的程序移动指定的坐标位置进行预埋件的检测、工件的焊接、焊缝的检测等操作，动作完成后再根据设定的程序到下一个工位继续进行重复的作业，能够有效地提升焊接的效率，同时通过对焊缝进行检测等，能够保证焊接的质量。

可选的，所述的步骤（2）中对预埋件位置进行检测的时候，还通过金属探测仪进行探测，判断是否有漏埋了预埋件。

通过上述技术方案，通过金属探测仪对预埋件进行检测，如果在该区域的预埋件漏埋了，则金属探测仪探测不到，就会发出报警，提醒人工参与处理。

可选的，所述的步骤（4）中还包括对工件进行切割的过程，其具体为：抓取机器人对预埋件进行检测，判断预埋件安装的角度，形状，并通过切割机器人对工件进行切割，使工件适配于预埋件。

通过上述技术方案，当预埋件与初始设定的位置有偏差，或者角度有偏差的时候，此时将工件与预埋件进行焊接的时候就会造成工件的位置有偏差，通过切割机器人将工件进行切割后再与预埋件进行适配，可以根据预埋件偏差的方向进行补偿，保证工件焊接后的位置没有偏差。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请通过移动平台移动到各个预埋件的位置，通过抓取机器人上的金属探测仪检测预埋件是否漏埋，通过CCD相机检测预埋件的位置、安装角度、形状等，并通过工件夹持机构夹持工件送入到预埋件的位置，通过焊接机器人将工件与预埋件进行焊接，焊接后再通过CCD相机检测机构对焊缝进行检测，实现了工件与预埋件的自动焊接、检测，提高了焊接的效率以及精度；

2.通过设置切割机器人，当预埋件安装角度等有偏差的时候，可以通过切割机器人将工件进行切割，使得工件与预埋件进行适配，保证了焊接后的工件的位置的精确性。

3.抓取机器人采用六轴机器人，抓取面积大，效率高，同时通过将电动夹爪与检测机构采用上下端的安装方式，使得电动夹爪与检测机构不干涉。

附图说明

图1是本申请实施例中预埋件与工件连接的结构示意图。

图2是本申请实施例的结构示意图。

图3是本申请实施例体现移动平台底部的结构示意图。

图4是本申请的抓取机器人的结构示意图。

图5是本申请抓取机器人末端的结构示意图。

图6是本申请实施例2中预埋件与工件连接的结构示意图。

附图标记说明，1、焊接机器人；2、抓取机器人；3、切割机器人；4、外挂气瓶；5、激光发生器；6、移动平台；7、控制箱；8、工件收纳筐；9、焊枪清洗装置；10、激光焊缝跟踪传感器；11、预埋件；12、工件；201、六轴机器人；202、安装板；203、电动夹爪；204、CCD相机检测机构；205、金属探测仪；601、伺服电机；602、驱动轮。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请实施例公开了一种智能焊割机器人工程平台车，用于将工件12焊接预埋件11上。

实施例1：

参照图2和图3，本实施例公开了一种智能焊割机器人工程平台车，包括移动平台6，在移动平台6上设置有焊接机器人1、抓取机器人2以及控制箱7、外挂气瓶4、焊枪清洗装置9以及工件收纳筐8。

移动平台6的底部设置有伺服电机601以及驱动轮602，通过伺服电机601带动驱动轮602转动，带动移动平台6移动。移动平台6的底部也可以采用履带式结构，这样的便于移动平台6在工地上移动。

焊接机器人1与外挂气瓶4连接，用于工件12与预埋件11的焊接，焊接机器人1上设置有激光焊缝跟踪传感器10，本实施例中，激光焊缝跟踪传感器10采用RRT-GV2型激光焊缝跟踪传感器，其是一款点扫描型焊缝传感器，以激光点横向快速扫过工件表面而获得焊缝截面的轮廓信息，引导焊接机器人1自动完成焊接。集光、机、电，嵌入式软件和图像处理技术于一体，结构精巧，集成度高，能够抗弧光干扰、抗焊接飞溅、智能识别焊缝，通过工控机配置焊缝，能实时显示焊缝位置，通过焊接机器人1与激光焊缝跟踪传感器10能够提高焊接的质量。

控制箱7内设置有控制电路，用于控制所述的移动平台6、焊接机器人1、以及抓取机器人2动作。工件收纳筐8采用外悬挂的方式挂在移动平台6的一侧，工件收纳筐8内放置有待焊接的工件12。

本实施例中，焊枪清洗装置9采用多功能自动清枪器，用于焊接机器人1焊接时自动清理焊枪的焊渣，以达到保护焊枪喷管、导电嘴，延长焊枪的使用寿命，节约耗材成本，保持良好焊接质量，提高焊接效率的目的。

参照图4和图5，抓取机器人2包括六轴机器人201，在六轴机器人201的末端执行机构上设置有安装板202，在安装板202的上部设置有电动夹爪203，电动夹爪203用于对工件12进行夹持，在安装板202的下端设置有CCD相机检测机构204以及金属探测仪205。金属探测仪205用于预埋件11的检测，如果金属探测仪205探测到所述的CCD相机检测机构204用于预埋件11位置检测。

本实施例还公开了一种智能焊割机器人工程平台车的施工方法，包括以下步骤：

（1）、首先，将工程平台车送入到待焊接的楼层，工程平台车通过控制系统进行初始位置的定位，具体为：

1.1、 人工遥控移动平台6依据输入的预埋件11施工坐标数据指导人工将移动平台6准确停靠在初定位区域；

1.2、待移动平台6停稳后，控制系统与远处监测设备通过远程数据通讯完成工程平台车的坐标的自我标定，并将坐标的差补数据或修正后的坐标数据通过内部数据通道分别传送给抓取机器人2和焊接机器人1；

1.3、移动平台6经电梯进入楼层，每一个前次工作坐标点即为下一个目标工作点的坐标参照点，通过全站仪在建筑物外对其进行位置找正，找正前，把移动平台6移到楼层第一个基准焊接点楼层内侧，移动平台6的姿态尽可能水平，将抓取机器人2的手臂移动到预设点，通过CCD相机检测机构204来进行初定位，定位完成后，调用全站仪测控，对抓取机器人2机械臂进行校正，校正参数包括水平高度，左右位置，前后距离。

（2）、抓取机器人2动作，进行预埋件11位置的检测，首先通过金属探测仪205检测是否有预埋件11，如果没有则发出信号给人工进行干预，如果有，则将预埋件11的坐标数据与设定的坐标坐标值进行比对，做出合格或者不合格两种控制指令；

（3）、如果判定为不合格状态，控制系统将不合格的预埋件11的位置信息记录，并发送警示，由人工进行处置，同时，工程平台车移动到下一工位，并执行步骤（2）到步骤（3），如判断为合格状态，则将信息发送给抓取机器人2、焊接机器人1，进行下一步动作；

（4）、抓取机器人2抓取工件12，送入到预埋件11的位置，焊接机器人1对工件12及预埋件11进行焊接；

（5）、焊接完成后，通过抓取机器人2上的CCD相机检测机构对焊缝进行检测，如果焊缝合格，则进行下一步，如果不合格，人工进行参数修正后，再次进行焊接作业；

（6）、焊接机器人1以及抓取机器人2回原点，移动平台6移动到下一工位，继续执行步骤（2）到步骤（5）。

实施例2：

参照图2，本实施例其余的都与实施例1相同，不同的是，在本实施例中，在移动平台6上增加了一个切割机器人3，该切割机器人3采用激光切割，在移动平台6上设置有一个激光发生器5与切割机器人3连接。

参照图6，当预埋件11的位置有偏差的时候，图6中的预埋件11的位置相比于图1中预埋件11的位置角度有偏差，此时如果直接将工件12的一端与预埋件11抵触后进行焊接，这样焊接后的工件12也会是倾斜的，相比于规定的位置角度是有偏差的，这样在工件12的另一端进行后续的安装时，则会造成偏差，导致进度不高，安装困难。

参照图2和图3，对于预埋件11位置、角度有偏差的时候，通过抓取机器人2上的CCD相机检测机构204对预埋件11进行检测，得到预埋件11的位置、角度的偏差，然后通过抓取机器人2上的电动夹爪203抓取工件，送入到切割机器人3的位置进行切割，将工件11切一个倾斜面，然后再通过抓取机器人2将切好的工件12的切割面与预埋件11相抵触，再通过焊接机器人1进行焊接，这样焊接完成后的工件12远离预埋件11的一端就会与设定的位置保持一致，便于后续的安装。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：包括移动平台（6），在移动平台（6）上设置有焊接机器人（1）、抓取机器人（2）以及控制系统；所述的焊接机器人（1）用于工件（12）与预埋件（11）的焊接；在抓取机器人（2）上设置有工件夹持机构、CCD相机检测机构（204）以及金属探测仪（205），其中工件夹持机构用于工件的夹持，金属探测仪（205）用于预埋件（11）的检测，所述的CCD相机检测机构（204）用于预埋件（11）位置检测；所述的控制系统用于控制所述的移动平台（6）、焊接机器人（1）以及抓取机器人（2）动作。

2.根据权利要求1所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：在所述的移动平台（6）上还设置有切割机器人（3），所述的切割机器人（3）用于工件（12）以及预埋件（11）的切割。

3.根据权利要求2所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：所述切割机器人（3）采用激光切割，在所述的移动平台（6）上还设置有激光发生器（5）与所述的切割机器人（3）连接。

4.根据权利要求1所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：所述的抓取机器人包括六轴机器人（201），在六轴机器人（201）的末端执行机构上设置有安装板（202），在安装板（202）的上部设置有电动夹爪（203），在所述的安装板（202）的下端设置有CCD相机检测机构（204）以及金属探测仪（205）。

5.根据权利要求1所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：在所述的焊接机器人（1）上设置有激光焊缝跟踪传感器（10）。

6.根据权利要求1所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：在所述移动平台（6）上还设置有用于放置工件（12）的工件收纳筐（8）。

7.根据权利要求1所述的智能焊割机器人工程平台车，其特征在于：在所述的移动平台（6）上还设置有焊枪清洗装置（9）。

8.一种智能焊割机器人工程平台车的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）、将工程平台车送入到待焊接的楼层，工程平台车通过控制系统进行初始位置的定位；

（2）、抓取机器人动作，进行预埋件位置的检测，将预埋件的坐标数据与设定的坐标坐标值进行比对，做出合格或者不合格两种控制指令；

（3）、如果判定为不合格状态，控制系统将不合格的预埋件的位置信息记录，并发送警示，由人工进行处置，同时，工程平台车移动到下一工位，并执行步骤（2）到步骤（3），如判断为合格状态，则将信息发送给抓取机器人、焊接机器人，进行下一步动作；

（4）、抓取机器人抓取工件，送入到预埋件的位置，焊接机器人对工件及预埋件进行焊接；

（5）、焊接完成后，通过抓取机器人对焊缝进行检测，如果焊缝合格，则进行下一步，如果不合格，人工进行参数修正后，再次进行焊接作业；

（6）、机器人回小车原点，小车移动到下一工位，继续执行步骤（2）到步骤（5）。

9.根据权利要求8所述的智能焊割机器人工程平台车的施工方法，其特征在于：所述的步骤（2）中对预埋件位置进行检测的时候，还通过金属探测仪进行探测，判断是否有漏埋了预埋件。

10.根据权利要求8所述的智能焊接机器人工程平台车的施工方法，其特征在于：所述的步骤（4）中还包括对工件进行切割的过程，其具体为：抓取机器人对预埋件进行检测，判断预埋件安装的角度，形状，并通过切割机器人对工件进行切割，使工件适配于预埋件。

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