CN106736057A - 一种移动式自动寻址的焊接机器人*** - Google Patents

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黄宁
章朋田
杜会桥
刘净瑜
胡黎明
张加波
王颜
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

一种移动式自动寻址的焊接机器人***，包括：移动平台，自动寻址定位***，焊接机器人和上位机控制***；所述自动寻址定位***设置在所述移动平台前端，所述焊接机器人和上位机控制***设置在所述移动平台上；自动寻址定位***根据地面标线自动寻址，所述上位机控制***根据自动寻址定位***的寻址定位，控制移动平台到达指定工位后，焊接机器人进行焊接。本发明的焊接机器人***增强了自动焊接***的灵活性，尤其针对大型复杂零件的焊接具有独特的优势。

Description

一种移动式自动寻址的焊接机器人***
技术领域
本发明涉及一种焊接机器人***，特别是一种移动式自动寻址的焊接机器人***。
背景技术
机器人制造***能够大大提升工作效率，提高产品质量，降低人工成本，在工业领域的应用越来越广。移动式的机器人智能制造***具有更大的空间灵活性，具有技术先进性和前沿性，是工业制造领域的重要发展方向。
可移动焊接机器人***具备全向移动的移动式***，不需要预先在厂房内铺设导轨，可实现超大范围内的工位转换。根据工作任务、流程安排，快速改变工艺布局，真正意义上实现产品的智能化柔性制造。
高端装备的大型化，采用传统固定装备加工产品会带来一系列问题。随着大型航天器、大型客机、大型机车、船舶等高端装备尺寸的不断增加，精度不断提高。大型固定式制造装备无论在行程、功能上都难以满足这些装备的制造需求。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种移动式自动寻址的焊接机器人***，增强了自动焊接***的灵活性，尤其针对大型复杂零件的焊接具有独特的优势。
本发明的技术解决方案是：一种移动式自动寻址的焊接机器人***，包括：移动平台，自动寻址定位***，焊接机器人和上位机控制***；所述自动寻址定位***设置在所述移动平台前端，所述焊接机器人和上位机控制***设置在所述移动平台上；自动寻址定位***根据地面标线自动寻址，所述上位机控制***根据自动寻址定位***的寻址定位，控制移动平台到达指定工位后，机器人控制器焊接机器人进行焊接。
进一步的，所述自动寻址定位***包括自动寻址摄像头和光源，所述自动寻址摄像头拍摄到光源照射到预定标线后，所述上位机控制***控制移动平台到达指定工位。
进一步的，所述移动平台包括4套麦克纳姆轮，所述上位机控制***单独控制每套麦克纳姆轮，实现移动平台的全向移动。
进一步的，所述移动平台设置有真空吸盘地脚支撑和急停装置。
进一步的，所述移动式自动寻址的焊接机器人***包括在所述移动平台上，为焊接供电的焊接电源。
进一步的，所述焊接机器人包括机器人、机器人控制器和设置在机器人上的焊接机头；所述焊接机头上设置有焊枪。
进一步的，所述移动式自动寻址的焊接机器人***包括视觉引导***，所述视觉引导***包括传感器控制柜和视觉引导***传感器，所述传感器控制柜设置在移动平台上，所述视觉引导***传感器设置在所述焊接机头上，传感器控制柜通过通讯线缆分别与视觉引导***传感器和机器人控制器连接，实现机器人控制器与视觉引导***传感器的实时通讯，用于机器人***到达位置点后，在焊接过程中对焊缝进行实时跟踪。
进一步的，所述视觉引导***传感器为激光视觉传感器。
进一步的，所述移动式自动寻址的焊接机器人***包括熔池观测***，所述熔池观测***包括设置在所述焊接机头上的熔池观测摄像头。
进一步的，所述熔池观测***包括用于对焊接弧光过滤的滤光片。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明所述的移动式自动寻址的焊接机器人***，可满足高端装备尺寸的不断增加，精度不断提高的要求，通过自动寻址功能可以自动到达需要焊接的位置，通过激光跟踪***可在线实时纠正由于焊接变形等造成的焊缝偏差，通过熔池观测***，可以在终端实时观测焊缝熔池信息，搭载全向智能移动平台车，并配置视觉导航***，加强了自动焊接***的灵活性，尤其针对大型复杂零件的焊接具有独特的优势。相对于导轨式的柔性制造***而言，该***具有更加灵活的适应能力，而不拘泥于导轨的直线移动模式，该***可相对于产品进行灵活调整，满足产品不同工况、不同工位的柔性加工。
附图说明
图1为本发明移动式自动寻址的焊接机器人***的结构示意图；
图2为本发明移动式自动寻址的焊接机器人***的焊接机头的结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种移动式自动寻址的焊接机器人***，包括：移动平台1，焊接电源4，自动寻址定位***8，视觉引导***，焊接机器人，熔池观测***和上位机控制***3；所述自动寻址定位***8设置在所述移动平台1前端，所述焊接机器人、焊接电源4和上位机控制***3设置在所述移动平台1上；所述自动寻址定位***8包括自动寻址摄像头和光源；所述移动平台1包括4套麦克纳姆轮、真空吸盘地脚支撑和急停装置，所述上位机控制***3单独控制每套麦克纳姆轮，实现移动平台1的全向移动，使其能够在狭小空间内灵活移动；真空吸盘地脚支撑和急停装置实现了所述焊接机器人***在工作过程中的稳定支撑以及紧急制动，所述全向移动的移动平台1具有平面上任意方向的位置微调功能，通过控制算法和上位机控制***的点动操作，保证±1mm以内的位置精确调整；所述焊接机器人包括机器人6、机器人控制器5和设置在机器人6上的焊接机头7；所述焊接机头7上设置有焊枪10；所述视觉引导***包括传感器控制柜2和视觉引导***传感器11，所述传感器控制柜2设置在移动平台1上，所述视觉引导***传感器11设置在所述焊接机头7上，传感器控制柜2通过通讯线缆分别与视觉引导***传感器11和机器人控制器5连接，实现机器人控制器5与视觉引导***传感器11的实时通讯，用于机器人***到达位置点后，在焊接过程中对焊缝进行实时跟踪；所述熔池观测***包括设置在所述焊接机头7上的熔池观测摄像头9；所述上位机控制***3用于对整个移动式自动寻址的焊接机器人***控制，可实现自动寻址功能的设定，焊接电源的启停，激光视觉传感器的设置，焊接熔池的实时显示等功能。
优选的，所述视觉引导***传感器11为激光视觉传感器。
优选的，所述熔池观测***包括用于对焊接弧光过滤的滤光片。
优选的，所述焊接电源4可实现GTAW、GMAW、VPPA、激光等多种焊接方法。
优选的，所述机器人6为工业机器人，优选的选用六轴关节机器人，所述焊接机器人通过上位机控制***控制焊接电源，焊接电源配置为不同功能的电源，可以实现多种焊接方式，焊接机器人通过现场总线实现对焊接电源的控制。
所述移动式自动寻址的焊接机器人***的工作如下：
所述自动寻址摄像头通过光源照射到预定标线后，所述上位机控制***3控制移动平台1到达指定工位；上位机控制***3根据不同的工作任务调用不同的位置，控制移动平台1到达指定工位；移动平台1到达指定工位后，上位机控制***3启动焊接电源4，机器人控制器5根据每个工位焊接作业轨迹的粗编程，在激光跟踪***的引导下，完成焊缝的焊接。在焊接过程中，通过熔池观测***在终端实时观测焊缝熔池信息。焊接完成之后，向上位机控制***3输出完成信号，进行下一个焊接工位的焊接操作直至焊接工作全部完成。
本发明说明书中未详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种移动式自动寻址的焊接机器人***，其特征在于：包括移动平台(1)，自动寻址定位***(8)，焊接机器人和上位机控制***(3)；所述自动寻址定位***(8)设置在所述移动平台(1)前端，所述焊接机器人和上位机控制***(3)设置在所述移动平台(1)上；自动寻址定位***(8)根据地面标线自动寻址，所述上位机控制***(3)根据自动寻址定位***(8)的寻址定位，控制移动平台(1)到达指定工位后，机器人控制器(5)控制焊接机器人进行焊接。
2.根据权利要求1所述的焊接机器人***，其特征在于：所述自动寻址定位***(8)包括自动寻址摄像头和光源，所述自动寻址摄像头拍摄到光源照射到预定标线后，所述上位机控制***(3)控制移动平台(1)到达指定工位。
3.根据权利要求1所述的焊接机器人***，其特征在于：所述移动平台(1)包括4套麦克纳姆轮，所述上位机控制***(3)单独控制每套麦克纳姆轮，实现移动平台(1)的全向移动。
4.根据权利要求1所述的焊接机器人***，其特征在于：所述移动平台(1)设置有真空吸盘地脚支撑和急停装置。
5.根据权利要求1所述的焊接机器人***，其特征在于：包括在所述移动平台(1)上，为焊接供电的焊接电源(4)。
6.根据权利要求1所述的焊接机器人***，其特征在于：所述焊接机器人包括机器人(6)、机器人控制器(5)和设置在机器人(6)上的焊接机头(7)；所述焊接机头(7)上设置有焊枪(10)。
7.根据权利要求6所述的焊接机器人***，其特征在于：包括视觉引导***，所述视觉引导***包括传感器控制柜(2)和视觉引导***传感器(11)，所述传感器控制柜(2)设置在移动平台(1)上，所述视觉引导***传感器(11)设置在所述焊接机头(7)上，传感器控制柜(2)通过通讯线缆分别与视觉引导***传感器(11)和机器人控制器(5)连接，实现机器人控制器(5)与视觉引导***传感器(11)的实时通讯，用于机器人***到达位置点后，在焊接过程中对焊缝进行实时跟踪。
8.根据权利要求7所述的焊接机器人***，其特征在于：所述视觉引导***传感器(11)为激光视觉传感器。
9.根据权利要求6所述的焊接机器人***，其特征在于：包括熔池观测***，所述熔池观测***包括设置在所述焊接机头(7)上的熔池观测摄像头(9)。
10.根据权利要求9所述的焊接机器人***，其特征在于：所述熔池观测***包括用于对焊接弧光过滤的滤光片。
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