CN206140014U - 一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，该焊接系统包括一变位机、一末端安装有焊枪的工业机器人、一机器人控制柜、一激光器、一激光器控制器以及一上位机。在应用于直角焊缝的焊接过程中，激光器控制器可分别获取每条直角边上的一个接近点坐标并发送给机器人控制柜，机器人控制柜根据两个点坐标计算出直角拐弯点的坐标，机器人控制柜预设拐弯点机器人姿态及变位机位置并控制变位机和机器人协调动作，确保焊枪在行进过程中能够对准直角焊缝的拐弯点。此种焊接系统能够对直角焊缝的拐弯点精确定位，从而实现工业机器人对拐弯点的精确定位，保证焊枪对准焊缝中心，提高具有直角焊缝焊接件的焊接精度。

Description

一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体是涉及一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统。

背景技术

近20年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。

现有的自动焊接设备主要包括：机器人、焊枪、激光器及控制器，计算机及焊缝图像处理软件。由于焊接是个非线性、时变的过程，为了防止焊枪偏离焊缝中心，影响焊接精度，目前在焊接系统中应用广泛激光跟踪技术，其目的是在实际焊接过程中利用激光实时获取焊缝位置，这样即使工装存在误差或者焊接热变形造成焊缝位置偏离示教路径，也能够保证焊枪始终沿着焊缝前进。

通常情况下，激光器安装到焊枪前端，运行时激光器将线激光打到工件表面的焊缝上，通过激光器控制软件识别并计算焊缝的位置，并将此位置传输给机器人，机器人随后控制焊枪沿着焊缝行走。但是，对于直角焊缝，由于拐弯点处机器人姿态变化很大，焊枪前端的激光线不能始终打到焊缝上，从而导致部分跟踪数据丢失，这一段焊缝很可能焊偏。因而现有的机器人焊接系统至适用于直线焊缝或者圆弧焊缝。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，旨在防止焊枪在直角焊缝的直角拐弯点处焊偏。

具体技术方案如下：

一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，具有这样的特征，包括：一变位机，变位机工作台承载被焊接工件；一工业机器人，工业机器人末端安装有焊枪；一机器人控制柜，机器人控制柜与工业机器人信号连接；一激光器，激光器可拆卸地安装在焊枪前端；一激光器控制器，激光器控制器与激光器电连接；以及一上位机，上位机与激光器控制器信号连接；其中，激光器控制器与机器人控制柜信号连接。

上述的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其中，工业机器人为六轴机械手。

上述的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其中，变位机为侧倾式变位机、头尾回转式变位机、头尾升降回转式变位机、头尾可倾斜式变位机、双回转变位机中的任意一种。

上述的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其中，上位机为PC机。

上述技术方案的积极效果是：

上述的适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统中，由于工业机器人末端安装有焊枪，机器人控制柜与工业机器人信号连接，激光器可拆卸地安装在焊枪前端，激光器控制器与激光器电连接。上位机与激光器控制器信号连接，此外，激光器控制器与机器人控制柜信号连接。因此，在应用于直角焊缝的焊接过程中，激光器控制器可分别获取直角拐点处两条直角边上的两个接近点坐标并发送给机器人控制柜，机器人控制柜计算出直角拐弯点的坐标，通过预设机器人姿态及变位机位置确定拐弯点位置，由变位机和机器人协调动作，确保焊枪在行进过程中能够对准直角焊缝的拐弯点。此种焊接系统能够对直角焊缝的拐弯点实现定位，保证焊枪对准焊缝中心，从而实现带有直角拐弯焊缝的激光跟踪，提高具有直角焊缝焊接件的焊接精度。

附图说明

图1为本发明的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的系统原理图；

图2为本发明的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的实施例中激光器、焊枪、工业机器人的连接示意图；

图3为本发明的一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的实施例中直角焊缝的直角拐弯点的找寻示意图。

附图中：1、变位机；2、工业机器人；3、机器人控制柜；4、焊枪；5、激光器；6、激光器控制器；7、上位机。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图3对本发明提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本发明的限定。

图1为一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的实施例的系统原理图；图2为一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的实施例中激光器、焊枪、工业机器人的连接示意图。如图1和图2所示，本实施例提供的可防止焊缝偏离的焊接系统包括：一变位机1、一工业机器人2、一机器人控制柜3、一激光器5、一激光器控制器6、一上位机7。

具体的，变位机1工作台承载被焊接工件，工业机器人2末端安装有焊枪4，机器人控制柜3与工业机器人2信号连接，激光器5可拆卸地安装在焊枪4前端，激光器控制器6与激光器5电连接。上位机7与激光器控制器6信号连接。此外，激光器控制器6与机器人控制柜3信号连接。

作为优选的实施方式，工业机器人2为六轴机械手。

作为优选的实施方式，变位机1为侧倾式变位机1、头尾回转式变位机1、头尾升降回转式变位机1、头尾可倾斜式变位机1、双回转变位机1中的任意一种。

作为优选的实施方式，上位机7为PC机。

图3为一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统的实施例中直角焊缝的直角拐弯点的找寻示意图。如图1至图3所示，本实施例还提供了一种直角焊缝激光跟踪的焊接方法，该焊接方法包括上述的可防止焊缝偏离的焊接系统，并包含以下步骤：

步骤1：所述工业机器人带动所述焊枪和所述激光器沿直角焊缝行进，并且，所述激光器控制器于直角焊缝的一直角边上获取靠近直角拐弯点的第一点坐标（X1，Y1）并发送至所述机器人控制柜；所述激光器控制器于直角焊缝的另一直角边上获取靠近直角拐弯点的第二点坐标（X2，Y2）并发送至所述机器人控制柜；

步骤2：所述机器人控制柜计算第一点坐标（X1，Y1）的X值作为直角拐弯点的X坐标，所述机器人控制柜计算第二点坐标（X2，Y2）的Y值作为直角拐弯点的Y坐标；

步骤3：所述上位机计算出焊接系统对应于直角拐弯点坐标（X,Y）的拐弯点位置，并对所述变位机的位置以及所述机器人的姿态进行赋值，

步骤4：所述机器人控制所述变位机进行协调动作，确保所述焊枪在行进过程中能够对准焊缝并准确经过所述直角拐弯点继续跟踪。

作为优选的实施方式，上位机7安装有调整激光器控制器6参数的焊缝图像处理软件，从而提高定位焊缝的计算精度。

作为优选的实施方式，焊接系统的拐弯点位置包含：变位机1的位置、工业机器人2的位置以及工业机器人2的姿态。

本实施例提供的适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统在应用于直角焊缝的焊接过程中，激光器控制器6可分别获取每条直角边上的一个接近点坐标并发送给机器人控制柜3，机器人控制柜3根据两个点坐标计算出直角拐弯点的坐标，机器人控制柜3预先设定直角拐弯点的机器人姿态及变位机位置并控制变位机1和机器人协调动作，确保焊枪4在行进过程中能够对准直角焊缝的拐弯点。此种焊接系统能够对直角焊缝的拐弯点精确定位，从而实现工业机器人2对拐弯点的精确定位，保证焊枪4对准焊缝中心，提高具有直接焊缝焊接件的焊接精度。

当然，本实施例提供的焊接系统及其焊接方法还同样适用于锐角焊缝。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其特征在于，包括：

一变位机，所述变位机工作台承载被焊接工件；

一工业机器人，所述工业机器人末端安装有焊枪；

一机器人控制柜，所述机器人控制柜与所述工业机器人信号连接；

一激光器，所述激光器可拆卸地安装在所述焊枪前端；

一激光器控制器，所述激光器控制器与所述激光器电连接；以及

一上位机，所述上位机与所述激光器控制器信号连接；

其中，所述激光器控制器与所述机器人控制柜信号连接。

2.根据权利要求1所述的适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其特征在于，所述工业机器人为六轴机械手。

3.根据权利要求1所述的适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其特征在于，所述变位机为侧倾式变位机、头尾回转式变位机、头尾升降回转式变位机、头尾可倾斜式变位机、双回转变位机中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的适用于直角焊缝激光跟踪的焊接系统，其特征在于，所述上位机为PC机。