焊接机器人的原理和应用领域

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。

    焊接机器人的原理和应用领域

    发明内容

    为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种焊接机器人控制方法，能够完善焊接机器人外部信息传感和实时调整功能，并且能够提高示教效率，增加示教空间的机器人控制装置及方法。本发明是以如下技术方案实现的：一种焊接机器人控制方法，包括

    用于检测机器人各种状态的传感器，对机器人各个臂的受力状态、转角和转速进行实时监控，同时对焊缝的信息进行捕捉，对机器人形成闭环控制，

    信号转化装置，传感器将检测到的各种信号转换后通过通信装置传送至工控机；

    主工控机，接收无线示教装置的信号进行分析处理并完成人机交互功能，主工控机接收来自各传感器的信号通过力学计算，控制系统解算，形成控制误差信号，反馈给驱动装置；

    驱动装置，接收主工控机发出的命令用于驱动机器人进行工作；

    无线示教装置，对机器人的启动，急停进行操作，根据焊件的形状手动进行各种点，直线圆弧的插补；

    激光视觉传感系统，对相应的图像信息进行采集，并且进行图像预处理，然后将信息送到主工控机，主工控机对图像进行焊缝识别，提取出所需的焊接信息，处理后送到机器人的驱动装置和焊机；

    激光条形码扫描系统，将所需的焊接信息接收并导入主工控机，与焊接工件的三维模型相结合，最后由系统生成程序代码，发送给机器人的驱动装置进行工作；

    主工控机、激光条形码扫描系统和机器人的驱动装置之间以串行总线方式进行通信，构成一个通信网络系统；焊接机器人具体焊接步骤如下：

    （I）机器人进行焊接时，安装在机器人上的激光条形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直接在三维模型上指定焊接信息，包括焊缝的位置，长度，焊枪摆动方式；当焊接工件需要批量生产时，可以通过条形码识别系统，读取工件上焊接条形码的焊接信息，然后将信息送到主工控机；由工控机将条形码信息转化成焊接信号；

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

    （3）传感器随机器人同时启动，主工控机将接收到的信号进行分析处理并完成人机交互功能、焊接机器人的力学计算，控制系统解算，形成控制误差信号通过通信装置传送给主工控机；主工控机接收传感器测得驱动装置中交流伺服电机的转角与转速信号，并构成反馈；

    （4）当焊枪与工件距离达到已设定值，传感器向主工控机发出焊接启动信号，主工控机控制焊机进行工作，焊接开始后，接近传感器根据焊丝距离工件的距离，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送到图像采集卡，图像采集卡对图像进行预处理，然后将信息送到主工控机，主工控机对图像进行焊缝识别，提取出所需的焊接信息，软件处理后送到机器人的驱动装置和焊机，对焊枪的焊接参数进行反馈修改，保证焊接机器人对焊接条件变化后的适应性；

    （6）操作者通过无线示教装置对机器人的启动，急停进行操作；根据焊件的形状手动进行各种点，直线圆弧的插补。本发明的有益效果：

    1）增加了机器人的外部传感功能，实现了闭环控制，提高了示教效率；

    2）无线示教装置，提供友好的人机操作界面和广阔的人机操作空间。操作者可以更快更方便的进行对机器人的控制；

    3）激光视觉传感系统，具有主动性、非接触的特点，能获取准确物体的三维信息、灵敏度精度高、抗电磁场干扰能力强；

    4）三维激光扫描技术和条形码信息读取装置简化了示教的过程，增加了示教的准确性，缩短了焊接处所间的移动即空程，减少了整体作业时间；

    5）控制系统运用4类传感器，各传感器协同复合工作，大大增加了机器人运动轨迹的精确性提高了工件焊缝的质量，并且对机器人的各种状态实时监控，减少了出错的可能性；

    6）整个控制系统可以随着焊接条件和环境的变化自动对机器人的工作方式进行调整，焊接机器人对焊接条件的要求降低，自适应能力增强，可靠性提高。