CN206663257U - 一种工业喷涂机器人无线示教装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工业喷涂机器人无线示教装置，包括外壳、模拟喷涂灯、姿态采集输出模块、MCU、无线数据传输模块以及电池，模拟喷涂灯设于外壳上段前端，用于对演示喷涂工件进行光束模拟喷涂；姿态采集输出模块用于采集该装置自身加速度与角加速度信息，并将数据传送给MCU；MCU用于控制模拟喷涂灯的开关及接收姿态采集输出模块采集的信息，并通过无线数据传输模块传送给工业喷涂机器人；电池用于给上述所有设备提供电力。本装置有效解决喷涂示教器线缆限制问题，其结构简单，使用方便。

Description

一种工业喷涂机器人无线示教装置

技术领域

本实用新型涉及工业自动控制领域中的工业机器人示教器，具体涉及一种工业喷涂机器人无线示教装置。

背景技术

近年来我国工业机器人技术发展迅猛，中国已然成为全球最大工业机器人消费市场。“中国制造2025”中就强调使工业机器人在焊接，搬运，喷涂等方面实现规模化集成应用。

目前全球工业机器人厂家的示教工作均通过示教器完成，在机器人进入各种工作场景开始正常作业前都需要进行作业培训——示教。示教就是操作员通过利用机器人作业空间的坐标系和机器人各关节坐标系等对机器人的运动轨迹进行在线编程，机器人通过程序指导完成示教工作。

示教器是工业机器人控制系统的重要组成部分，其主要功能是设置机器人运动轨迹，控制机器人的运动，显示机器人运动状态等。传统示教器基本都是通过线缆与机器人控制系统的外接插头连接。受机器人作业空间影响，线缆长度需求不一，现有示教器通用性有限，示教器与机器人多为一机一线配套作业。且受工作环境影响，线缆需要特殊的包覆层与强度层保护，装置使用不便，这些因素给操作者的工作效率造成了一定影响。

工业机器人喷涂示教目前主要通过有线示教盒模拟喷涂轨迹喷涂示教，专业喷涂随动示教机器人，人工引导喷涂机器人随动示教。示教效率与操作者工作环境均有待提高。

实用新型内容

针对现有喷涂示教器的不足，本实用新型提供了一种无线解决方案。该方案可有效解决喷涂示教器线缆限制问题、示教器一机配一线的兼容问题，操作者培训周期缩短，培训难度降低，对工业机器人的运用成本大大降低。

本实用新型为达到上述目的所采取的技术方案是：

一种工业喷涂机器人无线示教装置，其特征在于，包括：

外壳，外壳分为上、中、下三段，外壳中段为手柄部分，便于人手持该装置；

模拟喷涂灯，设于外壳上段前端，用于对演示喷涂工件进行光束模拟喷涂；

姿态采集输出模块，用于采集该装置自身加速度与角加速度信息，并将数据传送给MCU；

MCU，用于控制模拟喷涂灯的开关及接收姿态采集输出模块采集的信息，并通过无线数据传输模块传送给工业喷涂机器人；

无线数据传输模块，用于接收MCU的命令，并进行信号收发；

电池，用于给上述所有设备提供电力。

作为改进，所述手柄内设有对电池进行监控及管理电池充放电的电源管理器。

作为改进，所述外壳下段设有底座，所述电池设于底座内，电池下端有给其充电的感应线圈，底座上还设有电源状态灯和电池电量指示灯。

作为改进，所述手柄上设有用于打开该无线示教装置的喷涂开关，外壳上段设有指示模拟喷涂灯工作状态的喷涂状态灯。

本实用新型的有益效果是：通过无线示教方式简化了传统有线示教系统；无线示教方式解决了传统有线示教系统专机兼容性的问题；同时无线示教方式也大大降低了传统喷涂机器人示教的难度，并大大改善了从业人员的工作环境。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

1-模拟喷涂灯，2-喷涂状态灯，3-姿态采集输出模块，4-MCU，5-喷涂开关，6-无线数据传输模块，7-电源管理器，8-电源状态灯，9-电池电量指示灯，10-电池，11-感应线圈，12-充电坞。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。本实用新型一种工业喷涂机器人无线示教装置与机器人控制柜、机器人手臂、演示喷涂工件和实际喷涂工件配合使用，用于对机器人手臂喷涂进行示教。无线示教装置作用于演示喷涂工件，并将具体信息无线传输给机器人控制柜，指导机器人控制柜控制机器人手臂，作用于实际喷涂工件。

如图1所示，一种工业喷涂机器人无线示教装置由外壳、电源管理模块、无线数据传输模、姿态采集输出模块3、喷涂模拟模块、指示灯模块以及MCU 4（微型程序控制器）组成。其中电源管理模块包含电源管理器7、电池10和感应线圈11，喷涂模拟模块包含模拟喷涂灯1、喷涂状态灯2和喷涂开关5，指示灯模块包含电源状态灯8和电池电量指示灯9。

电源管理模块中，电池10连接电源管理器7，为无线示教装置的正常工作提供电力。感应线圈11连接电源管理器7，充电坞12内设有与感应线圈11相感应的充电线圈，充电线圈与电源相连产生感应磁场，感应线圈在磁场内产生电流并给电池10充电，当无线示教装置放回充电坞12时，感应线圈11受到充电坞12上充电线圈的磁场激励产生感应电流，并由电源管理器7实时监控电池10的电量并判断是否需要充电，若需要充电，电源管理器7会断开放电电路，连通充电电路为电池10充电，若电池电量满，则会断开充电电路。

无线数据传输模块6通过连接在MCU 4上的数据总线，接收MCU 4处理的无线示教装置工作参数并通过无线传输方式传输给机器人控制柜。

姿态采集输出模块3主要是通过多轴电子陀螺仪采集无线示教装置自身加速度与角加速度信息，然后通过MCU数据总线传输给MCU 4运算，获得无线示教装置相对于作业对象的空间位置与角度信息。机器人控制柜可根据这些信息精准控制机器人多轴联动，让喷涂机器人末端操作器复现无线示教装置喷涂动作。

喷涂模拟模块主要是辅助操作人员了解喷涂工作状态。喷涂开关5主要负责模拟喷涂作业时开启模拟喷涂灯1。当无线示教装置离开充电坞12以后，电源状态灯8会由红色变为绿色，表示正常工作。当无线示教装置放回充电坞12时电源状态灯8由绿色变为红色。当无线示教装置从充电坞12拿起后存在两种状态：喷涂作业与待机。当无线示教装置处于待机状态时，无线示教装置只输出无线示教装置本身的位置和角度信息。操作者按下喷涂开关5，开合状态信息传输至MCU 4，MCU 4发送指令至喷涂模拟模块，打开模拟喷涂灯1对演示喷涂工件进行光束模拟喷涂，无线示教装置前端的模拟喷涂灯1输出类似真实喷涂作业光束，模拟喷涂作业。同时，MCU 4控制姿态采集输出模块3开始采集位姿信息，位姿信息反馈至MCU 4，连同MCU 4记录的工作时段信息，经由无线数据传输模块6发送给机器人控制柜中的计算机，计算机处理信号并经由机器人多轴控制卡发送指令给机器人手臂，对实际喷涂工件进行喷涂作业。

指示灯模块中，电池电量指示灯9根据电池10的电量实时显示无线示教装置电量，正常工作时，电源状态灯8常亮；若电量低，电源状态灯8闪烁。

电源管理模块在无线示教装置内部电池10的电量低于正常工作阈值时，电源状态灯8闪烁，切断内部放电电路，同时发送机器人复位指令，控制柜控制机器人复位。当无线示教装置放回充电坞12时，电源管理模块打开充电电路，无线示教装置内部的感应线圈11与充电坞12上的充电线圈感应产生电流，充电坞12开始给无线示教装置底座内的电池10充电，当无线示教装置内部电源10充满电时，电源管理模块自动切断充电电路。

充电坞12不仅可以充当无线示教装置的充电座，同时还是无线示教装置运动空间坐标系的零点，为无线示教装置的位姿校准提供参考。

MCU 4（微型程序控制器）主要功能是与连接在其数据总线上的各模块进行数据采集、处理与传输。

Claims (4)

1.一种工业喷涂机器人无线示教装置，其特征在于，包括：

外壳，外壳分为上、中、下三段，外壳中段为手柄部分，便于人手持该装置；

模拟喷涂灯，设于外壳上段前端，用于对演示喷涂工件进行光束模拟喷涂；

姿态采集输出模块，用于采集该装置自身加速度与角加速度信息，并将数据传送给MCU；

MCU，用于控制模拟喷涂灯的开关及接收姿态采集输出模块采集的信息，并通过无线数据传输模块传送给工业喷涂机器人；

无线数据传输模块，用于接收MCU的命令，并进行信号收发；

电池，用于给上述所有设备提供电力。

2.根据权利要求1所述一种工业喷涂机器人无线示教装置，其特征在于：所述手柄内设有对电池进行监控及管理电池充放电的电源管理器。

3.根据权利要求1所述一种工业喷涂机器人无线示教装置，其特征在于：所述外壳下段设有底座，所述电池设于底座内，电池下端有给其充电的感应线圈，底座上还设有电源状态灯和电池电量指示灯。

4.根据权利要求1所述一种工业喷涂机器人无线示教装置，其特征在于：所述手柄上设有用于打开该无线示教装置的喷涂开关，外壳上段设有指示模拟喷涂灯工作状态的喷涂状态灯。