所述的底座5上安裝汽缸鎖緊裝置，將上料毛坯架4固定在底座5上。
[0032]機(jī)器視覺系統(tǒng)包括(XD傳感器3、輔助光源和工控機(jī)。所述的工控機(jī)位于PLC控制柜7內(nèi)，工控機(jī)內(nèi)安裝有數(shù)據(jù)采集卡和圖像處理軟件，圖像處理軟件對圖像信息進(jìn)行圖像預(yù)處理和特征提取。在輔助光源的照射下，所述的CCD圖像傳感器3對管粧端板14拍照獲取焊縫圖像，數(shù)據(jù)采集卡將焊縫圖像傳輸給圖像處理軟件，圖像處理軟件對焊縫圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理和特征提取，得到焊縫圖像特征點(diǎn)，圖像處理軟件由圖像特征點(diǎn)估算焊縫寬度和焊縫中心線坐標(biāo)，得到焊縫數(shù)據(jù)信息，并將焊縫數(shù)據(jù)信息傳送至焊接機(jī)器人控制柜。焊接機(jī)器人控制柜根據(jù)控制算法得出焊縫數(shù)據(jù)信息與機(jī)器人關(guān)節(jié)變量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。供料機(jī)器人移動(dòng)至焊接機(jī)器人后，PLC控制柜向焊接機(jī)器人控制柜發(fā)送開始焊接指令，焊接機(jī)器人控制柜執(zhí)行焊接程序，控制焊接機(jī)器人9完成焊接任務(wù)得到成品。
[0033]所述的機(jī)器人系統(tǒng)包括兩個(gè)供料機(jī)器人17、兩個(gè)焊接機(jī)器人9和一個(gè)上料機(jī)器人18，五個(gè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)及組成基本一致，技術(shù)參數(shù)有差別；所述的上料機(jī)器人18位于中轉(zhuǎn)工位臺后方，上料機(jī)器人18兩側(cè)各有一上料毛坯架4。夾緊管粧端板毛坯14后將其搬運(yùn)至中轉(zhuǎn)工位臺；所述的兩個(gè)供料機(jī)器人17背向放置于中轉(zhuǎn)工位臺前方兩側(cè)，將中轉(zhuǎn)工位臺上的管粧端板毛坯14搬運(yùn)至CCD傳感器3前下方拍照后移至焊接機(jī)器人9 ;所述的兩個(gè)焊接機(jī)器人9并排放置在兩個(gè)供料機(jī)器人17中間偏前位置。
[0034]所述的焊接系統(tǒng)與焊接機(jī)器人控制柜連接，包括焊槍10、焊接電源15、氣瓶8和清槍器11 ;所述的焊槍10安裝于焊接機(jī)器人9手腕部位；所述的焊接電源15與焊接機(jī)器人控制柜通信，輸出焊接電壓和電流；所述的氣瓶8為焊槍提供C02氣源，焊接采用0)2保護(hù)焊；所述的清槍器11每隔一段時(shí)間剪切焊槍內(nèi)焊絲末端的殘?jiān)?，并對焊槍進(jìn)行噴硅油操作以起到潤滑的作用，
[0035]所述的安全防護(hù)系統(tǒng)包括外圍護(hù)欄、安全門、防碰撞傳感器和安全光柵。
[0036]本方案中，PLC控制柜7，人機(jī)界面6和機(jī)器人控制柜2具體位置不做限定。
[0037]所述上料毛坯架4中管粧端板毛坯14只要上下放置齊整即可，對于焊縫位置沒有要求。然后上料機(jī)器人18將所述管粧端板毛坯14平行搬運(yùn)至中轉(zhuǎn)工位，同時(shí)將焊縫位置固定后放置于中轉(zhuǎn)工位臺上。
[0038]本實(shí)施例的工作過程為:
[0039]1)操作人員將裝有端板毛坯的上料毛坯架4用天車或叉車吊運(yùn)至底座5上，并用汽缸鎖緊裝置鎖緊。
[0040]2)上料機(jī)器人移動(dòng)至上料毛坯架上方，通過上料機(jī)器人夾具內(nèi)的測距傳感器13測量機(jī)器人手腕與上料毛坯架4最上端管粧端板毛坯14的距離，然后上料機(jī)器人夾具向下移動(dòng)相同距離接觸到管粧端板毛坯14 ;上料機(jī)器人旋轉(zhuǎn)手腕，由焊縫檢測傳感器16檢測管粧端板毛坯14的焊縫位置，焊縫檢測傳感器16檢測到焊縫后向上料機(jī)器人發(fā)送信號，上料機(jī)器人停止旋轉(zhuǎn)同時(shí)存儲焊縫位置信息，然后電永磁鐵通電產(chǎn)生磁力，夾取一塊管粧端板毛坯，將其送至中轉(zhuǎn)工位臺。
[0041]3)供料機(jī)器人移動(dòng)至中轉(zhuǎn)工位臺，緩慢夾緊兩塊管粧端板毛坯14，搬運(yùn)至(XD傳感器拍照后移至焊接機(jī)器人；焊接機(jī)器人收到動(dòng)作指令后，在焊接電源15輸出的焊接電壓和焊接電流作用下，通過焊槍10起弧開始執(zhí)行焊接任務(wù)。
[0042]4)焊接完成后，供料機(jī)器人17將成品搬運(yùn)至成品架1，通過測距傳感器13測量手腕和上料毛坯架4最上端管粧端板毛坯14的距離，然后向下移動(dòng)相同的距離接觸到管粧端板毛坯14，此時(shí)電永磁鐵斷電松開管粧端板毛坯14。然后另一供料機(jī)器人17重復(fù)上述供料機(jī)器人的動(dòng)作，依次進(jìn)行焊接。
[0043]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠清楚地了解本發(fā)明的使用方法。本文所定義的基本原理可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，在其他實(shí)時(shí)例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會限制于本文所示的實(shí)施例，所有不脫離本發(fā)明的精神和范圍的實(shí)施例均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種管粧端板多工位機(jī)器人智能焊接系統(tǒng)，其特性在于，包括控制系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、機(jī)器視覺系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)； 所述的控制系統(tǒng)包括五個(gè)機(jī)器人控制柜(2)、一個(gè)PLC控制柜(7)和人機(jī)界面￠);所述的機(jī)器人控制柜控制機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)；所述的PLC控制柜(7)通過電纜(19)與五個(gè)機(jī)器人控制柜(2)通信；所述人機(jī)界面(6)通過電纜(19)與PLC控制柜(7)、五個(gè)機(jī)器人控制柜(2)通信，人機(jī)界面(6)是該系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控和顯示平臺，設(shè)置啟動(dòng)按鈕、停止按鈕和焊接程序切換按鈕； 所述的夾具系統(tǒng)包括一個(gè)上料機(jī)器人夾具、兩個(gè)供料機(jī)器人夾具、兩個(gè)上料毛坯架(4)和兩個(gè)成品架(1);所述的上料機(jī)器人夾具與機(jī)器人手腕(21)連接，機(jī)器人手腕(21)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)上料機(jī)器人夾具轉(zhuǎn)動(dòng)，上料機(jī)器人夾具內(nèi)安裝焊縫檢測傳感器(16)、測距傳感器(13)和電永磁鐵(12)，電永磁鐵(12)用于夾緊管粧端板毛坯(14);所述的兩個(gè)供料機(jī)器人夾具內(nèi)安裝測距傳感器(13)和和電永磁鐵(12);所述的兩個(gè)成品架(1)放置在兩個(gè)供料機(jī)器人(17)手臂(22)下方；所述的底座(5)上安裝汽缸鎖緊裝置，將上料毛坯架(4)固定在底座(5)上； 所述的機(jī)器視覺系統(tǒng)包括(XD傳感器(3)、輔助光源和工控機(jī)；所述的工控機(jī)位于PLC控制柜(7)內(nèi)，工控機(jī)內(nèi)安裝數(shù)據(jù)采集卡和圖像處理軟件；在輔助光源照射下，所述的CCD圖像傳感器(3)對管粧端板(14)拍照獲取焊縫圖像，數(shù)據(jù)采集卡將焊縫圖像傳輸給圖像處理軟件，圖像處理軟件對焊縫圖像進(jìn)行圖像預(yù)處理和特征提取得到焊縫圖像特征點(diǎn)，圖像處理軟件由焊縫圖像特征點(diǎn)得到焊縫數(shù)據(jù)信息，并將焊縫數(shù)據(jù)信息傳送至焊接機(jī)器人控制柜，焊接機(jī)器人控制柜根據(jù)控制算法得出焊縫數(shù)據(jù)信息與機(jī)器人關(guān)節(jié)變量之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系；PLC控制柜(7)向焊接機(jī)器人控制柜(2)發(fā)送開始焊接指令，焊接機(jī)器人控制柜(2)執(zhí)行焊接程序，控制焊接機(jī)器人(9)完成焊接任務(wù)得到成品； 所述的機(jī)器人系統(tǒng)包括兩個(gè)供料機(jī)器人(17)、兩個(gè)焊接機(jī)器人(9)和一個(gè)上料機(jī)器人(18);所述的上料機(jī)器人(18)位于中轉(zhuǎn)工位臺后方，上料機(jī)器人(18)兩側(cè)各有一個(gè)上料毛坯架(4)，上料機(jī)器人(18)通過焊縫檢測傳感器(16)檢測管粧端板毛坯(14)的焊縫位置，夾緊管粧端板毛坯(14)后將其搬運(yùn)至中轉(zhuǎn)工位臺；所述的兩個(gè)供料機(jī)器人(17)背向放置于中轉(zhuǎn)工位臺前方兩側(cè)，將中轉(zhuǎn)工位臺上的管粧端板毛坯(14)搬運(yùn)至CCD傳感器(3)下方拍照后移至焊接機(jī)器人(9)，并將成品搬運(yùn)至成品架；所述的兩個(gè)焊接機(jī)器人(9)并排放置在兩個(gè)供料機(jī)器人(17)前方；另一供料機(jī)器人重復(fù)上述供料機(jī)器人的動(dòng)作，依次進(jìn)行焊接; 所述的焊接系統(tǒng)與焊接機(jī)器人控制柜連接，包括焊槍(10)、焊接電源(15)、氣瓶(8)和清槍器(11);所述的焊槍(10)安裝于焊接機(jī)器人(9)手腕(21)部位；所述的焊接電源(15)與焊接機(jī)器人控制柜(2)通信，輸出焊接電壓和電流；所述的氣瓶(8)為焊槍(10)提供C02氣源，焊接采用C02保護(hù)焊；所述的清槍器(11)剪切焊槍(10)內(nèi)焊絲末端殘?jiān)笜?10)噴灑硅油； 所述的安全防護(hù)系統(tǒng)包括外圍護(hù)欄、安全門、防碰撞傳感器和安全光柵。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管粧端板多工位機(jī)器人智能焊接系統(tǒng)，其特性在于，所述的焊縫數(shù)據(jù)信息包括焊縫寬度和焊縫中心線坐標(biāo)，焊縫寬度X為12mm或2<X< 3mm兩個(gè)區(qū)間，焊接機(jī)器人控制柜(2)在不同焊縫寬度區(qū)間調(diào)用不同焊接程序，焊接機(jī)器人(9)執(zhí)行不同動(dòng)作指令；所述的動(dòng)作指令為焊槍(10)的焊接速度和移動(dòng)軌跡。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種管粧端板多工位機(jī)器人智能焊接系統(tǒng)，其特性在于，所述的上料毛坯架(4)有三種不同型號，分別對應(yīng)不同尺寸的管粧端板毛坯(14)。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種管樁端板多工位機(jī)器人智能焊接系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、夾具系統(tǒng)、機(jī)器視覺系統(tǒng)、機(jī)器人系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)包括機(jī)器人控制柜、PLC控制柜、機(jī)器視覺系統(tǒng)和人機(jī)界面；機(jī)器人系統(tǒng)包括兩個(gè)供料機(jī)器人、兩個(gè)焊接機(jī)器人和一個(gè)上料機(jī)器人；兩個(gè)供料機(jī)器人背向放置，兩個(gè)焊接機(jī)器人并排放置在兩個(gè)供料機(jī)器人中間偏前位置；PLC控制柜與所述機(jī)器人控制柜通信，機(jī)器人控制柜控制機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)；焊接系統(tǒng)與焊接機(jī)器人控制柜連接，焊接機(jī)器人本體控制焊槍完成焊接。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確識別焊縫位置和寬度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識別焊縫信息；上料機(jī)器人自動(dòng)上料，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)上料、供料和焊接全過程的高度自動(dòng)化。
【IPC分類】B25J13/08, B23K9/32, B23K9/16
【公開號】CN105397244
【申請?zhí)枴緾N201510847806
【發(fā)明人】徐志祥, 曲瑯博, 魏鵬飛, 柳恒, 楊凱杰, 黃建華
【申請人】大連理工大學(xué)
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年11月27日