本實(shí)用新型屬于數(shù)字化焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著信息化技術(shù)的進(jìn)步及廣泛應(yīng)用，“數(shù)字化”的概念越來(lái)越清晰地呈現(xiàn)在人們面前?，F(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)高品質(zhì)、高效率的迫切需求，如何提高焊接技術(shù)的數(shù)字化、智能化程度日益成為焊接技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

目前，焊接機(jī)器人在焊接車間的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，焊接之前需要預(yù)先設(shè)定好機(jī)器人焊接工藝參數(shù)，比如常見的福尼斯焊接電源，采用調(diào)用JOB號(hào)模式，預(yù)先在焊機(jī)上設(shè)定好包含焊接工藝參數(shù)的JOB號(hào)，機(jī)器人通過調(diào)用焊接電源JOB號(hào)獲取實(shí)際的焊接工藝參數(shù)，存在效率低下的問題，不能保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，也不能對(duì)焊接缺陷進(jìn)行焊后追溯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種提高焊接數(shù)字化自動(dòng)化程度，提高焊接效率，保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定性的機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)。

實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為：一種機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)，包括激光打標(biāo)機(jī)、水冷機(jī)器人焊槍、微型攝像頭、機(jī)器人控制柜、焊接電源、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)；所述微型攝像頭集成于水冷機(jī)器人焊槍手柄下端，且微型攝像頭的數(shù)據(jù)輸出端接入計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)采集卡輸入端通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，輸出端接入機(jī)器人控制柜，機(jī)器人與焊接電源通過電纜線相連，焊接電源為水冷機(jī)器人焊槍提供電源；

首先在計(jì)算機(jī)中建立一套焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及二維碼識(shí)別軟件模塊；然后通過激光打標(biāo)機(jī)給待焊工件打標(biāo)具有焊接參數(shù)代號(hào)的二維碼；接著通過機(jī)器人焊槍上的微型攝像頭識(shí)別工件上的二維碼；通過識(shí)別的二維碼信息去計(jì)算機(jī)中的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取焊接工藝參數(shù)；然后將焊接工藝參數(shù)傳送到機(jī)器人控制柜中，進(jìn)而傳送到焊接電源，最終實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)自動(dòng)下達(dá)的機(jī)器人自動(dòng)焊接。

進(jìn)一步地，所述水冷機(jī)器人焊槍為PMIG機(jī)器人焊槍，該焊槍的手柄重新開模成形，手柄下端設(shè)置一個(gè)微型攝像頭的模塊，微型攝像頭用于攝取二維碼圖像。

進(jìn)一步地，所述微型攝像頭的法線方向與焊槍手柄平行，且攝像頭外部設(shè)置保護(hù)蓋。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)包括焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、二維碼識(shí)別模塊和焊接參數(shù)下達(dá)模塊，其中：

焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊基于SQL Serve軟件平臺(tái)，用于建立焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；

二維碼識(shí)別模塊基于LabVIEW軟件平臺(tái)，用于識(shí)別微型攝像頭采集到的二維碼，并通過識(shí)別二維碼信息文本從焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中調(diào)取被焊工件的焊接工藝參數(shù)；

焊接參數(shù)下達(dá)模塊基于數(shù)據(jù)采集卡，用于計(jì)算機(jī)與機(jī)器人控制柜通信，即將焊接工藝參數(shù)以數(shù)字信號(hào)的形式傳送到機(jī)器人控制柜，進(jìn)而下達(dá)到焊接電源。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)采用二維碼技術(shù)，提高了焊接的數(shù)字化自動(dòng)化程度；(2)有利于保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、焊接缺陷的可追溯性。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的參數(shù)自動(dòng)下達(dá)示意圖。

圖2為計(jì)算機(jī)中軟件模塊示意流程圖。

圖3為本實(shí)用新型的機(jī)器人掃描焊槍結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合圖1～2，本實(shí)用新型機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)，包括激光打標(biāo)機(jī)、水冷機(jī)器人焊槍、微型攝像頭、機(jī)器人控制柜、焊接電源、數(shù)據(jù)采集卡以及計(jì)算機(jī)；所述微型攝像頭集成于水冷機(jī)器人焊槍手柄下端，且微型攝像頭的數(shù)據(jù)輸出端接入計(jì)算機(jī)；數(shù)據(jù)采集卡輸入端與計(jì)算機(jī)相連，輸出端接入機(jī)器人控制柜，機(jī)器人與焊接電源通過電纜線相連，焊接電源為水冷機(jī)器人焊槍提供電源；

首先在計(jì)算機(jī)中建立一套焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及二維碼識(shí)別軟件模塊；然后通過激光打標(biāo)機(jī)給待焊工件打標(biāo)具有焊接參數(shù)代號(hào)的二維碼；接著通過機(jī)器人焊槍上的微型攝像頭識(shí)別工件上的二維碼；通過識(shí)別的二維碼信息去計(jì)算機(jī)中的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取焊接工藝參數(shù)；然后將焊接工藝參數(shù)傳送到機(jī)器人控制柜中，進(jìn)而傳送到焊接電源，最終實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)自動(dòng)下達(dá)的機(jī)器人自動(dòng)焊接。

結(jié)合圖3，所述水冷機(jī)器人焊槍為PMIG機(jī)器人焊槍3，該焊槍手柄4重新開模成形，焊槍手柄4下端設(shè)置一個(gè)微型攝像頭2的模塊，微型攝像頭2用于攝取二維碼圖像。所述微型攝像頭2的法線方向與焊槍手柄4平行，且微型攝像頭2外部設(shè)置保護(hù)蓋1。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算機(jī)包括焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、二維碼識(shí)別模塊和焊接參數(shù)下達(dá)模塊，其中：

焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊基于SQL Serve軟件平臺(tái)，用于建立焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；

二維碼識(shí)別模塊基于LabVIEW軟件平臺(tái)，用于識(shí)別微型攝像頭采集到的二維碼，并通過識(shí)別二維碼信息文本從焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中調(diào)取被焊工件的焊接工藝參數(shù)；

焊接參數(shù)下達(dá)模塊基于數(shù)據(jù)采集卡，用于計(jì)算機(jī)與機(jī)器人控制柜通信，即將焊接工藝參數(shù)以數(shù)字信號(hào)的形式傳送到機(jī)器人控制柜，進(jìn)而下達(dá)到焊接電源。

結(jié)合圖1～2，一種機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)及其參數(shù)自動(dòng)下達(dá)方法，包括以下步驟：

步驟1、在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊、二維碼識(shí)別模塊，其中焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中存儲(chǔ)所有被焊工件的焊接工藝參數(shù)；

步驟2、通過激光打標(biāo)機(jī)給每個(gè)待焊工件打標(biāo)具有焊接參數(shù)代號(hào)的二維碼；

步驟3、通過機(jī)器人焊槍上的微型攝像頭攝取工件上的二維碼圖像，進(jìn)而傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，基于計(jì)算機(jī)中的二維碼識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)二維碼的快速識(shí)別；

步驟4、通過識(shí)別的二維碼信息文本去計(jì)算機(jī)中的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取焊接工藝參數(shù)；

步驟5、將焊接工藝參數(shù)傳送到機(jī)器人控制柜中，進(jìn)而傳送到焊接電源，最終實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)自動(dòng)下達(dá)的機(jī)器人自動(dòng)焊接。

進(jìn)一步地，步驟1所述焊接數(shù)據(jù)庫(kù)模塊中存儲(chǔ)所有被焊工件的焊接工藝參數(shù)，焊接工藝參數(shù)包括工作令號(hào)、行業(yè)類別、產(chǎn)品代號(hào)、部件代號(hào)、零件名稱代號(hào)以及焊縫代號(hào)、焊接方法、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、送絲速度、焊材牌號(hào)與規(guī)格、保護(hù)氣類型與流量。

進(jìn)一步地，步驟2中所述二維碼的類型為QR二維碼，二維碼信息包括產(chǎn)品代號(hào)、部件代號(hào)、零件名稱代號(hào)以及焊縫代號(hào)。

進(jìn)一步地，步驟3所述二維碼識(shí)別模塊的單次識(shí)別時(shí)間為60～200ms，二維碼識(shí)別時(shí)間高效準(zhǔn)確。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的機(jī)器人掃描焊槍系統(tǒng)及其參數(shù)自動(dòng)下達(dá)方法是基于LabVIEW與SQL Serve的數(shù)字化焊接技術(shù)，把QR二維碼技術(shù)通過LabVIEW與SQL Serve的平臺(tái)應(yīng)用到焊接技術(shù)領(lǐng)域，硬件部分包括：20W光纖激光打標(biāo)機(jī)一臺(tái)、賓采爾水冷式455D機(jī)器人掃描焊槍一套、微型攝像頭MX808一個(gè)、Fronius焊接電源一套、研華USB-4711數(shù)據(jù)采集卡一套以及計(jì)算機(jī)一套；軟件部分主要由LabVIEW以及SQL Serve組成。結(jié)合圖1～2，本方法具體包括以下步驟：

步驟1、基于SQL Serve軟件平臺(tái)，在計(jì)算機(jī)建立一套包括工作令號(hào)、行業(yè)類別、產(chǎn)品代號(hào)、部件代號(hào)、零件名稱代號(hào)以及焊縫代號(hào)、焊接方法、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、送絲速度、焊材牌號(hào)與規(guī)格、保護(hù)氣類型與流量的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，基于LabVIEW設(shè)計(jì)QR二維碼識(shí)別軟件模塊；

步驟2、通過激光打標(biāo)機(jī)給每個(gè)待焊工件打標(biāo)具有焊接參數(shù)代號(hào)的二維碼；

步驟3、通過機(jī)器人焊槍上的微型攝像頭攝取工件上的二維碼圖像，進(jìn)而傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，基于計(jì)算機(jī)中的二維碼識(shí)別模塊實(shí)現(xiàn)二維碼的快速識(shí)別；

步驟4、通過識(shí)別的二維碼信息文本去計(jì)算機(jī)中的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取焊接工藝參數(shù)；

步驟5、將焊接工藝參數(shù)傳送到機(jī)器人控制柜中，進(jìn)而傳送到焊接電源，最終實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)自動(dòng)下達(dá)的機(jī)器人自動(dòng)焊接。

結(jié)合圖1，二維碼為目前最常用的QR二維碼，尺寸為30mm×30mm，二維碼信息包括產(chǎn)品代號(hào)、部件代號(hào)、零件名稱代號(hào)以及焊縫代號(hào)。打標(biāo)二維碼信息的待焊工件材料可以為普通碳鋼，鋁、銅以及不銹鋼等常用焊接材料，尺寸為200×150×6mm，二維碼通過激光打標(biāo)機(jī)統(tǒng)一在工件的左下角位置進(jìn)行打標(biāo)，便于后續(xù)機(jī)器人掃描焊槍識(shí)別。

結(jié)合圖3，該機(jī)器人掃描焊槍為自主研發(fā)的新型PMIG水冷式焊槍，具有快速識(shí)別二維碼的功能。MX808微型攝像頭安裝在焊槍手柄下端，本套微型攝像頭有以下特點(diǎn)：

1、采用462+2377高清芯片，色彩逼真；

2、采用高品質(zhì)五玻200W高清小鏡頭，真實(shí)還原色彩，圖像清晰；

3、采樣速率30fps/s，插值像素達(dá)到1600W以上；

4、高速USB2.0接口，全面兼容USB1.1，畫面清晰流暢；

5、體積小巧，對(duì)焊槍干涉小；

6、全面支持Windows Xp、Windows7系統(tǒng)，無(wú)需安裝驅(qū)動(dòng)，即插即用；

7、拍攝范圍廣：2～100cm，完全滿足系統(tǒng)要求。

結(jié)合圖3，為了防止焊接時(shí)產(chǎn)生的飛濺對(duì)微型攝像頭的影響，在攝像頭外部增加了一個(gè)旋鈕式開啟的簡(jiǎn)易保護(hù)蓋1，方便開合且起到很好的保護(hù)作用。

具體焊接過程如下：基于SQL Serve與LabVIEW軟件平臺(tái)，首先在計(jì)算機(jī)中建立一套包括工作令號(hào)、行業(yè)類別、產(chǎn)品代號(hào)、部件代號(hào)、零件名稱代號(hào)以及焊縫代號(hào)、焊接方法、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、送絲速度、焊材牌號(hào)與規(guī)格、保護(hù)氣類型與流量的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)以及QR二維碼識(shí)別軟件模塊；然后通過激光打標(biāo)機(jī)給待焊工件打標(biāo)具有焊接參數(shù)代號(hào)的二維碼；接著通過機(jī)器人焊槍上的微型攝像頭識(shí)別工件上的二維碼；通過識(shí)別的二維碼信息去計(jì)算機(jī)中的焊接工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取焊接工藝參數(shù)；然后將焊接工藝參數(shù)傳送到機(jī)器人控制柜中，進(jìn)而傳送到焊接電源，最終實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)自動(dòng)下達(dá)的機(jī)器人自動(dòng)焊接。

本實(shí)用新型提高了焊接的數(shù)字化自動(dòng)化程度，有利于提高焊接效率，保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了焊接缺陷的可追溯性。