CN113070621B - 一种行走焊接生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明专利提出了一种行走焊接生产线，焊接机器人在轨道上进行直线运动，轨道两侧排列着多个工件夹具，工件夹具上固定有待焊接工件，焊接机器人对待焊接工件进行混合焊接，两个焊钳位分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走，每个焊钳位上放置有两个待更换的焊钳，用于焊接机器人按照预先设定的运行程序自动进行焊钳更换，两个修磨器分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走；每个焊接机器人的底座的相对侧还各设置有一个激光测距单元，底座中心各设置有一个控制装置，GPS***用于确定机器人的位置，通过控制装置中的GPS识别出每套夹具的机器人原点位置，并反馈给中央处理器，实现数字化记录，实现快速还原。
Description
技术领域
本发明涉及一种行走焊接生产线。
背景技术
传统的焊接行走线的焊接节拍存在弊端如下：1)多种焊接手段不能兼容的问题，焊钳单一，造成行走线只能进行单一的焊接类型，更换焊钳需要较长时间；2)焊枪分布在焊线两头，中间夹具需要2把焊钳来实现焊接时，需要机器人行走到两侧来更换焊钳，耗费生产节拍严重。3)焊钳修磨问题，修磨器在行走线的某一个固定位置，达到修磨频次后，机器人必须到该位置去修磨，耗费行走时间；4)工作站在运行过程中由于机器人发生碰撞或电气程序出错等原因，会造成原点丢失，行走线一旦出现原点丢失，所有夹具都需要重新试教调试，每套夹具的原点都需要重新设定。
发明内容
为了达到上述目的，本申请提出了一种行走焊接生产线，自动化焊接行走线的中间铺设有一条直线轨道，轨道上设置有两个焊接机器人，焊接机器人在轨道上进行直线运动，轨道两侧排列着多个工件夹具，工件夹具上固定有待焊接工件，焊接机器人对待焊接工件进行混合焊接，两个焊钳位分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走，每个焊钳位上放置有两个待更换的焊钳，用于焊接机器人按照预先设定的运行程序自动进行焊钳更换，两个修磨器分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走；每个焊接机器人的底座的相对侧还各设置有一个激光测距单元，底座中心各设置有一个控制装置，所述激光测距单元与所述控制装置连接，所述控制装置包括中央处理器、陀螺仪芯片、通信芯片和GPS***,所述陀螺仪芯片与所述中央处理器连接，所述中央处理器通过通信芯片与计算机无线通信，所述中央处理器还连接有GPS***，GPS***用于确定机器人的位置，通过控制装置中的GPS***识别出机器人位于每个工件夹具前的位置及原点位置，并反馈给中央处理器，实现数字化记录，实现快速还原。
进一步地，通过程序控制器的程序输入，控制两个焊接机器人的控制装置，分别进行同步行走模式以及相对运动模式，并设定阈值距离，防止两个焊接机器人在中间碰撞。
进一步地，激光测距单元包括激光发射装置和激光接收装置，激光测距单元是激光扫描仪或超声传感器之一。
进一步地，在焊接行走线的右端设置有机器人控制器和焊接控制器；机器人控制器用于给焊接机器人提供电源及电路连接控制，焊接控制器用于调节焊钳的焊接参数。
进一步地，每个信号自适应增强装置包括无线接收终端和无线发射终端，无线接收终端用于接收上一个信号自适应增强装置发射的中继信号，并将该中继信号继续发射，覆盖自己的信号辐射范围。
进一步地，当机器人的激光测距单元检测的距离障碍物的距离达到阈值时，焊接机器人的控制装置控制焊接机器人以减速行走。
附图说明
图1为行走焊接生产线示意图；
图2为激光测距单元和控制装置示意图；
附图标记：1、待替换的焊钳；2、焊钳位；3、工件夹具；4、焊接安全栏；5、修磨器； 6、程序控制器；7、机器人控制器；8、焊接控制器；9、自适应增强装置；10、激光测距单元；11、控制装置；101、激光发射装置；102、激光接收装置；13、焊接机器人。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参考附图1为行走焊接生产线示意图，行走焊接生产线的中间铺设有一条直线轨道12，轨道12上设置有两个焊接机器人13，焊接机器人13可以在轨道12上进行直线运动，轨道 12两侧排列着多个工件夹具3，工件夹具3上固定着待焊接工件，焊接机器人13对工件夹具 3上固定的待焊接工件进行混合焊接，混合焊接即更换焊钳进行不同类型的焊接。将两个焊钳位2分部固定到焊接机器人底座上，随线行走,可实现在每一个夹具工作时实现原地换焊钳，由固定式变成与机器人一起移动的形式，实现行走中换焊钳，节约了行走送枪换枪的时间。当焊接机器人更换焊钳，每个焊钳位2上放置有两个待更换的焊钳1，同时附近还摆放有另外三个待更换的焊钳1，焊接机器人按照预先设定的运行程序自动进行焊钳更换，当焊钳位2上的其中一个待更换的焊钳1已经被更换下来后，工作人员将附近的待更换的焊钳1 将其替换，即保证了焊钳位2上的焊钳都是未使用待更换的焊钳，实现焊钳的多样化，多种焊接产品在一条行走线上焊接的技术效果。优选的，可建立焊钳库，用于存放多个待更换的焊钳，扩展每个机器人带超过5把焊钳。
将两个修磨器5分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走,可实现在每一个夹具工作时实现修磨，由固定式变成与机器人一起移动的形式，实现行走中修磨，节约了行走时间，焊接机器人毎焊接一定数量的焊点,就需要使用修磨器对焊钳的电极帽进行修磨,以保证接触面的面积。
两台机器人防撞器采用激光测距形式，通过程序控制器6人为数据的程序编辑两台机器人的距离来实现防撞，减小了机器人干涉区域，大大增加了行走线的长度优势，具体地在每个机器人的底座的相对侧还各设置有一个激光测距单元10，底座中心各设置有一个控制装置 11，激光测距单元包括激光发射装置101和激光接收装置102，所述激光测距单元10均与所述控制装置11连接，所述激光测距单元10用于探测两个机器人之间的距离。所述控制装置 11包括中央处理器、陀螺仪芯片、通信芯片和GPS***,所述陀螺仪芯片与所述中央处理器连接，所述中央处理器通过通信芯片与计算机无线通信，所述中央处理器还连接有GPS***，GPS***用于确定机器人的位置。该GPS***和中央处理器，用于解决数据原点丢失的问题，现有技术中，工作站在运行过程中由于撞枪或电气程序出错等原因，会造成原点丢失，行走线一旦出现原点丢失，所有夹具都需要重新试教调试，每套夹具的原点都需要重新设定，耗时费力，行走线的激光测距装置还可以解决上述问题，通过控制装置中的GPS 识别出每套夹具的机器人原点位置，并反馈给中央处理器，实现数字化记录后，当程序出错等问题出现时，可实现快速还原。
通过程序控制器6的程序输入，可以控制两个机器人的控制装置，分别进行不同的行走模式，例如可以控制两个机器人之间保持一定的距离同步行走，也可以控制两个机器人以行走线的中轴为对称中心实现相对运动，并设定阈值距离，防止二者在中间碰撞。
在优选实施例中，每个机器人的激光测距单元还可以检测操作员或障碍物可以确定是否存在，并且可以生成到工人或障碍物的距离测量值。激光测距单元可以是激光扫描仪或超声传感器之一，但是不限于此。激光扫描仪可以在0°至180°的范围内检测6m内的物体的距离。根据实施例，为了精确检测，激光扫描仪可以在0°至230°的范围内检测4m之内的物体的距离。
在优选实施例中，当机器人的激光测距单元检测的距离障碍物的距离达到阈值时，机器人的控制装置可以控制以减速行走。
在优选实施例中，为了解决信号衰减严重，信号反馈不及时的问题，在焊接安全栏前的间隔地设置有多个信号自适应增强装置9(图1中仅示意性的设置两个信号自适应增强装置9，也可以根据空间大小设置为多个)，自适应增强装置9用于保证焊接机器人在逐渐远离程序控制器6的信号范围的时候，能够接收到自适应增强装置9发射的同样的控制信号。
在焊接行走线的右端焊接安全栏的***设置有程序控制器6、机器人控制器7、焊接控制器8；机器人控制器7用于给焊接机器人提供电源及电路连接控制，
焊接控制器8用于调节焊钳的焊接参数，例如焊钳角度、焊钳温度或者焊接速度等等；程序控制器6用于电气程序编程本地化，可以实现电气程序编程，电气程序包括工件夹具的电气程序、焊接机器人的电气程序以及焊接工艺的电气程序。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种行走焊接生产线，其特征在于，行走焊接生产线的中间铺设有一条直线轨道，轨道上设置有两个焊接机器人，焊接机器人在轨道上进行直线运动，轨道两侧排列着多个工件夹具，工件夹具上固定有待焊接工件，焊接机器人对待焊接工件进行混合焊接，两个焊钳位分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走，每个焊钳位上放置有两个待更换的焊钳，焊接机器人按照预先设定的运行程序自动进行焊钳更换，两个修磨器分部固定到两个焊接机器人底座上，随线行走；两个焊接机器人的底座的相对侧还各设置有一个激光测距单元，底座中心各设置有一个控制装置，所述激光测距单元与所述控制装置连接，所述控制装置包括中央处理器、陀螺仪芯片、通信芯片和GPS***,所述陀螺仪芯片与所述中央处理器连接，用于记录机器人的行走轨迹，所述中央处理器通过通信芯片与计算机无线通信，所述中央处理器还连接有GPS***，GPS***用于确定机器人的位置，通过控制装置中的GPS***识别出机器人位于每个工件夹具前的位置及原点数据，并反馈给中央处理器，实现数字化记录。
2.根据权利要求1所述的行走焊接生产线，其特征在于，通过程序控制器的程序输入，控制两个焊接机器人的控制装置，分别进行同步行走模式以及相对运动模式，并设定阈值距离，防止两个焊接机器人在中间碰撞。
3.根据权利要求1所述的行走焊接生产线，其特征在于，激光测距单元包括激光发射装置和激光接收装置。
4.根据权利要求1所述的行走焊接生产线，其特征在于，在行走焊接生产线的右端设置有机器人控制器和焊接控制器；机器人控制器用于给焊接机器人提供电源及电路连接控制，焊接控制器用于调节焊钳的焊接参数。
5.根据权利要求1所述的行走焊接生产线，其特征在于，还包括多个信号自适应增强装置，每个信号自适应增强装置包括无线接收终端和无线发射终端，无线接收终端用于接收上一个信号自适应增强装置发射的中继信号，并将该中继信号继续发射，覆盖自己的信号辐射范围。
6.根据权利要求1所述的行走焊接生产线，其特征在于，当机器人的激光测距单元检测的距离障碍物的距离达到阈值时，焊接机器人的控制装置控制焊接机器人以减速行走。
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