焊接机器人的原理及应用领域

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要求焊接机器人控制方法在示教基础上,融合传感技术,智能控制技术和计算机技术,下面我们一起来看看焊接机器人的原理和应用领域。

焊接机器人的原理及应用领域

发明概述

为了克服现有技术的不足,本发明提供了一种焊接机器人控制方法,能够提高焊接机器人的外部信息感知和实时调整功能,提高教学效率,增加教学空间。本发明通过以下技术方案实现:一种焊接机器人控制方法,包括以下步骤

用于检测机器人各种状态的传感器可以实时监测机器人各臂的受力状态、转角和转速,同时捕捉焊缝信息,对机器人形成闭环控制。

信号转换装置,传感器对各种检测信号进行转换,并通过通信装置传输给工控机;

主工控机接收来自无线教学装置的信号,对信号进行分析处理,完成人机交互功能。主工业计算机接收每个传感器的信号,控制系统计算这些信号,形成控制误差信号,反馈给驱动装置。

驱动装置,用于接收主控工控机发送的命令,驱动机器人工作;

无线示教装置操作机器人的启动和急停,并根据焊件的形状手动插补各种点和直线弧;

激光视觉传感系统采集相应的图像信息,对图像进行预处理,然后将信息发送给主工控机,主工控机对图像进行焊缝识别,提取所需的焊接信息,处理后发送给机器人的驱动装置和焊机;

激光条形码扫描系统接收所需的焊接信息,并将其导入主工控机,与焊接工件的三维模型相结合。最后,系统生成程序代码,并发送给机器人的驱动装置工作;

主工控机、激光条码扫描系统和机器人驱动装置通过串行总线通信,形成通信网络系统。焊接机器人的焊接步骤如下:

(一)机器人焊接时,安装在机器人上的激光条码扫描系统将焊件扫描成三维模型,导入主工控机,然后通过无线示教装置将焊接信息直接指定在三维模型上,(原创www.isoyu.com版权)包括焊缝的位置和长度以及焊枪的摆动方式;当焊接工件需要批量生产时,可以通过条码识别系统读取工件上焊接条码的焊接信息,然后将信息发送给主工控机;工控机将条形码信息转换成焊接信号;

(2)主工控机将扫描的三维模型信息和焊接信息生成程序代码,并发送给机器人的驱动装置,机器人通过无线示教装置发送启动信息开始动作;

(3)传感器与机器人同时启动,主工控机对接收到的信号进行分析处理,完成人机交互功能,焊接机器人的力学计算,控制系统求解,形成控制误差信号,通过通讯装置传输给主工控机;主控工控机接收传感器测得的驱动装置中交流伺服电机的转角和转速信号,并形成反馈;

(4)当焊枪与工件的距离达到设定值时,传感器向主工控机发送焊接开始信号,主工控机控制焊机工作。焊接开始后,接近传感器根据焊丝与工件之间的距离对焊枪的姿态摆动进行辅助控制;

(5)激光视觉传感系统将接收到熔池图像信息发送给图像采集卡,图像采集卡对图像进行预处理后发送给主控工控机,主控工控机对图像进行焊接识别,提取所需的焊接信息,经软件处理后将焊接信息发送给机器人的驱动装置和焊机,并对焊枪的焊接参数进行反馈修改,以保证焊接机器人对变化的焊接条件的适应性;

(6)操作者通过无线示教装置启动和停止机器人;根据焊件形状手动插补各种点、直线、圆弧。本发明的有益效果是:

1)增加机器人的外部传感功能,实现闭环控制,提高教学效率;

2)无线教学装置提供友好的人机操作界面和广阔的人机操作空间。操作员可以更快、更方便地控制机器人;

3)激光视觉传感系统具有主动性和非接触性的特点,能够获得物体精确的三维信息,灵敏度和准确度高,抗电磁干扰能力强;

4)三维激光扫描技术和条码信息读取装置简化了教学过程,增加了教学的准确性,缩短了焊接地点之间的移动,即闲置行程,减少了整体操作时间;

5)控制系统采用四种传感器,各传感器协同工作,大大提高了机器人运动轨迹的精度,提高了工件焊接质量,实时监控机器人的各种状态,降低了出错的可能性;

6)随着焊接条件和环境的变化,整个控制系统可以自动调整机器人的工作模式。该焊接机器人对焊接条件要求较低,自适应性增强,可靠性提高。