一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，包括一焊接裝配測量部分，用于高精度的在線檢測以及分析焊接環(huán)境中的焊接裝配的參數(shù)或信息；一焊縫路徑自適應(yīng)控制部分，用于實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，糾正焊接路徑的偏差；一焊接工藝參數(shù)檢測部分，用于檢測并記錄焊接過程中的焊接參數(shù)；一焊縫成形自適應(yīng)控制部分，用于焊接時(shí)裝配的各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整；一焊接熔池監(jiān)視部分，用于采集以及處理焊接時(shí)焊接區(qū)域的圖像，以及實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯示、錄制和存儲；一設(shè)備狀態(tài)檢測部分，用于實(shí)時(shí)檢測整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。
【專利說明】
一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電子機(jī)械領(lǐng)域，具體為一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]運(yùn)載火箭主要由箭體結(jié)構(gòu)、動力裝置系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。其中，箭體結(jié)構(gòu)是運(yùn)載火箭最為關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)部件，具有大尺寸、輕質(zhì)、薄壁、復(fù)雜等典型特征，因此，箭體結(jié)構(gòu)的制造水平是運(yùn)載火箭運(yùn)載能力和部署能力的重要決定因素。而焊接作為箭體結(jié)構(gòu)制造過程中的一道重要工序，焊接質(zhì)量的好壞直接影響到箭體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
[0003]運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)在焊接生產(chǎn)過程中，由于材料可焊性差、質(zhì)量要求高、工件尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接裝配精度難以保證的難點(diǎn)，造成質(zhì)量穩(wěn)定性不足、產(chǎn)能不足等現(xiàn)象。常規(guī)自動化設(shè)備(如焊接機(jī)器人)，其焊接路徑和焊接參數(shù)是根據(jù)實(shí)際作業(yè)條件預(yù)先設(shè)置的，在焊接時(shí)缺少外部信息傳感和實(shí)時(shí)調(diào)整控制功能，焊接機(jī)器人對焊接作業(yè)條件的穩(wěn)定性要求嚴(yán)格，而箭體結(jié)構(gòu)因尺寸大、壁薄，導(dǎo)致易變形。因此，不同零件在實(shí)際焊接過程中，會因加工或裝配上的誤差、變形造成焊縫位置和間隙的隨機(jī)變化，從而造成常規(guī)焊接機(jī)器人無法滿足使用要求。
[0004]為了克服機(jī)器人焊接過程中各種不確定性因素對焊接質(zhì)量的影響，提高機(jī)器人作業(yè)的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)空間焊縫的自動實(shí)時(shí)跟蹤，而且還能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。
[0005]因此有必要提出一種智能化焊接系統(tǒng)來解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中一種或以上的缺陷。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，包括
[0008]一焊接裝配測量部分，用于高精度的在線檢測以及分析焊接環(huán)境中的焊接裝配的參數(shù)或信息；
[0009]—焊縫路徑自適應(yīng)控制部分，用于實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，糾正焊接路徑的偏差；
[0010]—焊接工藝參數(shù)檢測部分，用于檢測并記錄焊接過程中的焊接參數(shù)；
[0011 ] 一焊縫成形自適應(yīng)控制部分，用于焊接時(shí)裝配的各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整；
[0012]—焊接熔池監(jiān)視部分，用于采集以及處理焊接時(shí)焊接區(qū)域的圖像，以及實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯不、錄制和存儲；
[0013]—設(shè)備狀態(tài)檢測部分，用于實(shí)時(shí)檢測整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。
[0014]進(jìn)一步的，所述焊接裝配測量部分包括
[0015]一激光掃描傳感器，用于掃描并焊接區(qū)域并獲取及上傳焊接區(qū)域的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙、錯邊量、坡口角度；
[0016]一傳感器控制器，用于控制各種傳感器，包括該激光掃描傳感器。
[0017]—工控機(jī)，所述傳感器控制器連接于該工控機(jī)，該工控機(jī)用于控制整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)；
[0018]—數(shù)據(jù)分析模塊，連接于所述工控機(jī)，該數(shù)據(jù)分析模塊用于分析所述激光掃描傳感器上傳的各種參數(shù)或信息。
[0019]進(jìn)一步的，所述焊接裝配測量部分還包括
[0020]一第一通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞；
[0021]—接口板，用于所述焊接裝配測量部分的數(shù)據(jù)或信息的導(dǎo)入或?qū)С觥?br>[0022]進(jìn)一步的，所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分包括
[0023]—激光跟蹤傳感器，連接于所述傳感器控制器，該激光跟蹤傳感器用于實(shí)時(shí)跟蹤檢測以及上傳焊接路徑上的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙、錯邊量、坡口角度；
[0024]—路徑誤差分析判斷模塊，連接于所述工控機(jī)，該路徑誤差分析判斷模塊根據(jù)所述激光跟蹤傳感器上傳的焊接路徑上的各種參數(shù)或信息分析并判斷該焊接路徑是否存在偏差;
[0025]一路徑修正模塊，連接于所述工控機(jī)，該路徑修正模塊用于修正存在偏差的焊接路徑；
[0026]—第二通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0027]進(jìn)一步的，所述焊接工藝參數(shù)檢測部分包括
[0028]—電流傳感器，連接于所述傳感器控制器，該電流傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中的電流參數(shù)；
[0029]—電壓傳感器，連接于所述傳感器控制器，該電壓傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中的電壓參數(shù)；
[0030]一送絲速度傳感器，連接于所述傳感器控制器，該送絲速度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接裝配的送絲速度；
[0031 ] 一氣體流量傳感器，連接于所述傳感器控制器，該氣體流量傳感器用于檢測焊接時(shí)的焊接氣體流量；
[0032]—第三通訊系統(tǒng)，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0033]進(jìn)一步的，所述焊縫成形自適應(yīng)控制部分包括
[0034]—視覺傳感器，連接于所述傳感器控制器，該視覺傳感器用于獲取焊接時(shí)焊接縫的圖像/視頻信息并將獲取的圖像/視頻信息與基準(zhǔn)的圖像/視頻信息進(jìn)行比較；
[0035]—數(shù)據(jù)采集卡，連接于所述工控機(jī)，該數(shù)據(jù)采集卡用于采集該智能化機(jī)器人焊接裝配各工件的工藝參數(shù)；
[0036]一圖像處理模塊，連接于所述工控機(jī)，該圖像處理模塊用于處理所述視覺傳感器所傳遞至的圖像/視頻信息；
[0037]—預(yù)測控制模塊，連接于所述工控機(jī)，該預(yù)測控制模塊用于預(yù)判工藝參數(shù)，并將預(yù)判的工藝參數(shù)傳遞至所述工控機(jī)；
[0038]—第四通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0039]進(jìn)一步的，所述焊接熔池監(jiān)視部分包括
[0040]一高動態(tài)CMOS攝像機(jī)，連接于所述工控機(jī)，該動態(tài)CMOS攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)獲取焊接熔池的圖像/視頻信息；
[0041 ]至少一大功率LED照明光源，用于提供攝像光源；
[0042]一電動調(diào)焦鏡頭，設(shè)于所述動態(tài)CMOS攝像機(jī)上，用于實(shí)時(shí)調(diào)整動態(tài)CMOS攝像機(jī)的焦距；
[0043]—第五通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0044]進(jìn)一步的，所述設(shè)備狀態(tài)檢測部分包括
[0045]至少一檢測傳感器，連接于所述傳感器控制器，用于檢測該智能化機(jī)器人各個設(shè)備的參數(shù);所述設(shè)備包括機(jī)器人本體、操作機(jī)、變位機(jī)、焊接設(shè)備、工裝及輔助裝置；
[0046]—第六通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0047]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，在焊接過程中，能夠克服各種不確定性因素對焊接質(zhì)量的影響:通過焊接裝配測量部分實(shí)現(xiàn)高精度的在線檢測以及分析焊接環(huán)境中的焊接裝配的參數(shù)或信息，實(shí)現(xiàn)焊前裝配檢測;通過焊縫路徑自適應(yīng)控制部分準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)尋縫并調(diào)整機(jī)器人或者專機(jī)軌跡，防止焊偏等問題;提高了機(jī)器人作業(yè)的智能化水平和工作的可靠性，要求弧焊機(jī)器人系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)空間焊縫的自動實(shí)時(shí)跟蹤，而且還能實(shí)現(xiàn)焊接參數(shù)的在線調(diào)整和焊縫質(zhì)量的實(shí)時(shí)控制。
【附圖說明】
[0048]圖1是發(fā)明實(shí)施例的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)模塊圖。
[0049]I焊接裝配測量部分；11激光掃描傳感器；
[0050]12傳感器控制器；13工控機(jī)；
[0051]14數(shù)據(jù)分析模塊；15第一通訊模塊；
[0052]16接口板；2焊縫路徑自適應(yīng)控制部分；
[0053]21激光跟蹤傳感器；22路徑誤差分析判斷模塊；
[0054]23路徑修正模塊；24第二通訊模塊；
[0055]3焊接工藝參數(shù)檢測部分；31電流傳感器；
[0056]32電壓傳感器；33送絲速度傳感器；
[0057]34氣體流量傳感器；35第三通訊系統(tǒng)；
[0058]4焊縫成形自適應(yīng)控制部分； 41視覺傳感器；
[0059]42數(shù)據(jù)采集卡；43圖像處理模塊；；
[0060]44預(yù)測控制模塊；45第四通訊模塊；
[0061]5焊接熔池監(jiān)視部分；51高動態(tài)CMOS攝像機(jī)；
[0062]52大功率LED照明光源；53電動調(diào)焦鏡頭；
[0063]54第五通訊模塊；6設(shè)備狀態(tài)檢測部分；
[0064]61檢測傳感器；62第六通訊模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0065]實(shí)施例，如圖1所示，一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，包括一焊接裝配測量部分1、一焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、一焊接工藝參數(shù)檢測部分3、一焊縫成形自適應(yīng)控制部分4、一焊接熔池監(jiān)視部分5以及一設(shè)備狀態(tài)檢測部分6。
[0066]其中，該焊接裝配測量部分I用于高精度的在線檢測以及分析焊接環(huán)境中的焊接裝配的參數(shù)或信息，實(shí)現(xiàn)焊前裝配檢測。
[0067]具體的，該焊接裝配測量部分I包括一激光掃描傳感器11、一傳感器控制器12、一工控機(jī)13、一數(shù)據(jù)分析模塊14、一第一通訊模塊15以及接口板16等。
[0068]該激光掃描傳感器11用于掃描并焊接區(qū)域并獲取及上傳焊接區(qū)域的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙、錯邊量、坡口角度;將這些數(shù)據(jù)或信息在工控機(jī)13上圖形顯示并上傳至上位機(jī)保存。
[0069]該傳感器控制器12，用于控制該激光掃描傳感器11，包括該激光掃描傳感器11。
[0070]該工控機(jī)13是整個系統(tǒng)的核心，傳感器控制器12連接于該工控機(jī)13，該工控機(jī)13用于控制整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)。
[0071]該數(shù)據(jù)分析模塊14連接于工控機(jī)13，該數(shù)據(jù)分析模塊14中包括硬件部分和軟件部分，該數(shù)據(jù)分析模塊14用于分析所述激光掃描傳感器11上傳的各種參數(shù)或信息。
[0072]該第一通訊模塊15用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0073]該接口板16用于焊接裝配測量部分I的數(shù)據(jù)或信息的導(dǎo)入或?qū)С?，通過該接口板16可以連接外部設(shè)備。
[0074]該焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2用于實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，糾正焊接路徑的偏差。該焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2能夠在工件存在一致性誤差和裝配誤差的情況下，準(zhǔn)確地實(shí)時(shí)尋縫并調(diào)整機(jī)器人或者專機(jī)軌跡，防止焊偏等問題。
[0075]具體的，該焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2包括一激光跟蹤傳感器21、一路徑誤差分析判斷模塊22、一路徑修正模塊23以及一第二通訊模塊24。
[0076]具體的，該激光跟蹤傳感器21連接于傳感器控制器12。當(dāng)焊接時(shí)，該激光跟蹤傳感器21實(shí)時(shí)地跟蹤掃描并檢測焊接路徑以及上傳焊接路徑上的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙的大小、焊縫走向、錯邊量、坡口角度等。
[0077]該路徑誤差分析判斷模塊22連接于工控機(jī)13，該路徑誤差分析判斷模塊22根據(jù)激光跟蹤傳感器21上傳的焊接路徑上的各種參數(shù)或信息分析并判斷該焊接路徑是否存在偏差。
[0078]該路徑修正模塊23連接于工控機(jī)13。若焊接路徑存在偏差，則工控機(jī)13發(fā)送路徑修正指令至路徑修正模塊23，該路徑修正模塊23修正存在偏差的焊接路徑。
[0079]該第二通訊模塊24用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0080]該焊接工藝參數(shù)檢測部分3用于檢測并記錄焊接過程中的焊接參數(shù)。該焊接工藝參數(shù)檢測部分3通過各類傳感器實(shí)時(shí)檢測并記錄焊接過程中的焊接參數(shù)的變化，為產(chǎn)品數(shù)據(jù)包提供過程依據(jù)，對產(chǎn)品質(zhì)量追述提供數(shù)據(jù)依據(jù)。
[0081]具體的，該焊接工藝參數(shù)檢測部分3包括一電流傳感器31、一電壓傳感器32、一送絲速度傳感器33、一氣體流量傳感器34、一第三通訊系統(tǒng)35、一數(shù)據(jù)采集卡42以及處理模塊等。
[0082]其中，該電流傳感器31連接于傳感器控制器12。該電流傳感器31用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中焊接裝配的電流參數(shù)。
[0083]該電壓傳感器32連接于所述傳感器控制器12。該電壓傳感器32用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中焊接裝配的電壓參數(shù)。
[0084]該送絲速度傳感器33連接于傳感器控制器12。該送絲速度傳感器33用于實(shí)時(shí)檢測焊接裝配的送絲速度。
[0085]該氣體流量傳感器34連接于傳感器控制器12。該氣體流量傳感器34用于檢測焊接時(shí)的焊接氣體流量。
[0086]該第三通訊系統(tǒng)35用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0087]焊縫成形自適應(yīng)控制部分4用于焊接時(shí)裝配的各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整。
[0088]具體的，該焊縫成形自適應(yīng)控制部分4包括一視覺傳感器41、一數(shù)據(jù)采集卡42、一圖像處理模塊43、一預(yù)測控制模塊44以及一第四通訊模塊45。
[0089]該視覺傳感器41連接于傳感器控制器12。該視覺傳感器41用于獲取焊接時(shí)焊接縫的圖像/視頻信息并將獲取的圖像/視頻信息與基準(zhǔn)的圖像/視頻信息進(jìn)行比較。
[0090]該數(shù)據(jù)采集卡42連接于工控機(jī)13。該數(shù)據(jù)采集卡42用于采集該智能化機(jī)器人焊接裝配各工件的工藝參數(shù)。
[0091]該圖像處理模塊43連接于工控機(jī)13。該圖像處理模塊43用于處理所述視覺傳感器41所傳遞至的圖像/視頻信息。
[0092]該預(yù)測控制模塊44連接于工控機(jī)13。該預(yù)測控制模塊44用于預(yù)判工藝參數(shù)，并將預(yù)判的工藝參數(shù)傳遞至工控機(jī)13。
[0093]該第四通訊模塊45用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0094]焊接熔池監(jiān)視部分5用于采集以及處理焊接時(shí)焊接區(qū)域的圖像，以及實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯不、錄制和存儲。
[0095]焊接熔池監(jiān)視部分5包括一高動態(tài)CMOS攝像機(jī)51、至少一大功率LED照明光源52、一電動調(diào)焦鏡頭53以及一第五通訊模塊54。
[0096]該高動態(tài)CMOS攝像機(jī)51，連接于工控機(jī)13，該動態(tài)CMOS攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)獲取焊接熔池的圖像/視頻信息。
[0097]該至少一大功率LED照明光源52用于提供攝像光源。
[0098]該電動調(diào)焦鏡頭53設(shè)于動態(tài)CMOS攝像機(jī)上，用于實(shí)時(shí)調(diào)整動態(tài)CMOS攝像機(jī)的焦距。
[0099]該第五通訊模塊54用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0100]該設(shè)備狀態(tài)檢測部分6用于實(shí)時(shí)檢測整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。主要用于機(jī)器人、操作機(jī)、變位機(jī)、焊接設(shè)備、工裝及輔助裝置等設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)檢測，為設(shè)備故障診斷系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。
[0?0? ] 該設(shè)備狀態(tài)檢測部分6包括至少一檢測傳感器61、一第六通訊模塊62。
[0102]其中，至少一檢測傳感器61連接于傳感器控制器12，用于檢測該智能化機(jī)器人各個設(shè)備的參數(shù);設(shè)備包括機(jī)器人本體、操作機(jī)、變位機(jī)、焊接設(shè)備、工裝及輔助裝置。
[0103]該第六通訊模塊62用于焊接裝配測量部分1、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分2、焊接工藝參數(shù)檢測部分3、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4以及焊接熔池監(jiān)視部分5之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
[0104]具體實(shí)施時(shí)，以上六個系統(tǒng)部分均由工控機(jī)13來實(shí)現(xiàn)主控功能。
[0105]具體的，首先啟動設(shè)備狀態(tài)檢測部分6以檢測設(shè)備是否完好，各項(xiàng)參數(shù)是否達(dá)到指標(biāo)。
[0106]之后，啟動焊接裝配測量部分I，通過數(shù)字量I/O來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)動和傳感器檢測的同步。
[0107]之后，工控機(jī)13為主控系統(tǒng)，控制焊接開始、起弧、熄弧、機(jī)器人行走;與焊機(jī)相關(guān)的控制信號均通過機(jī)器人中轉(zhuǎn)，焊機(jī)和送絲機(jī)只與機(jī)器人通訊，焊機(jī)和送絲機(jī)的反饋信號均通過機(jī)器人中轉(zhuǎn)發(fā)給工控機(jī)13;焊接電流和送絲速度通過工藝傳感器采集，工控機(jī)13接收到起弧成功信號后，啟動焊接路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分4、熔池監(jiān)視部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分3同步運(yùn)行；
[0108]焊接完成后，通過工控機(jī)13點(diǎn)擊數(shù)據(jù)包上傳即可將裝配數(shù)據(jù)包、焊接工藝數(shù)據(jù)包、監(jiān)視錄像、控制數(shù)據(jù)包上傳至總控系統(tǒng)。
[0109]以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，包括 一焊接裝配測量部分，用于高精度的在線檢測以及分析焊接環(huán)境中的焊接裝配的參數(shù)或信息； 一焊縫路徑自適應(yīng)控制部分，用于實(shí)時(shí)調(diào)整焊接路徑，糾正焊接路徑的偏差； 一焊接工藝參數(shù)檢測部分，用于檢測并記錄焊接過程中的焊接參數(shù)； 一焊縫成形自適應(yīng)控制部分，用于焊接時(shí)裝配的各項(xiàng)參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整； 一焊接熔池監(jiān)視部分，用于采集以及處理焊接時(shí)焊接區(qū)域的圖像，以及實(shí)現(xiàn)圖像的實(shí)時(shí)顯不、錄制和存儲； 一設(shè)備狀態(tài)檢測部分，用于實(shí)時(shí)檢測整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接裝配測量部分包括 一激光掃描傳感器，用于掃描并焊接區(qū)域并獲取及上傳焊接區(qū)域的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙、錯邊量、坡口角度； 一傳感器控制器，用于控制各種傳感器； 一工控機(jī)，所述傳感器控制器連接于該工控機(jī)，該工控機(jī)用于控制整個機(jī)器人焊接系統(tǒng)； 一數(shù)據(jù)分析模塊，連接于所述工控機(jī)，該數(shù)據(jù)分析模塊用于分析所述激光掃描傳感器上傳的各種參數(shù)或信息。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接裝配測量部分還包括 一第一通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞； 一接口板，用于所述焊接裝配測量部分的數(shù)據(jù)或信息的導(dǎo)入或?qū)С觥?.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分包括 一激光跟蹤傳感器，連接于所述傳感器控制器，該激光跟蹤傳感器用于實(shí)時(shí)跟蹤檢測以及上傳焊接路徑上的各種參數(shù)或信息，包括焊縫間隙、錯邊量、坡口角度；一路徑誤差分析判斷模塊，連接于所述工控機(jī)，該路徑誤差分析判斷模塊根據(jù)所述激光跟蹤傳感器上傳的焊接路徑上的各種參數(shù)或信息分析并判斷該焊接路徑是否存在偏差；一路徑修正模塊，連接于所述工控機(jī)，該路徑修正模塊用于修正存在偏差的焊接路徑；一第二通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接工藝參數(shù)檢測部分包括 一電流傳感器，連接于所述傳感器控制器，該電流傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中的電流參數(shù)； 一電壓傳感器，連接于所述傳感器控制器，該電壓傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接過程中的電壓參數(shù)； 一送絲速度傳感器，連接于所述傳感器控制器，該送絲速度傳感器用于實(shí)時(shí)檢測焊接裝配的送絲速度； 一氣體流量傳感器，連接于所述傳感器控制器，該氣體流量傳感器用于檢測焊接時(shí)的焊接氣體流量； 一第三通訊系統(tǒng)，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊縫成形自適應(yīng)控制部分包括 一視覺傳感器，連接于所述傳感器控制器，該視覺傳感器用于獲取焊接時(shí)焊接縫的圖像/視頻信息并將獲取的圖像/視頻信息與基準(zhǔn)的圖像/視頻信息進(jìn)行比較； 一數(shù)據(jù)采集卡，連接于所述工控機(jī)，該數(shù)據(jù)采集卡用于采集該智能化機(jī)器人焊接裝配各工件的工藝參數(shù)； 一圖像處理模塊，連接于所述工控機(jī)，該圖像處理模塊用于處理所述視覺傳感器所傳遞至的圖像/視頻信息； 一預(yù)測控制模塊，連接于所述工控機(jī)，該預(yù)測控制模塊用于預(yù)判工藝參數(shù)，并將預(yù)判的工藝參數(shù)傳遞至所述工控機(jī)； 一第四通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述焊接熔池監(jiān)視部分包括 一高動態(tài)CMOS攝像機(jī)，連接于所述工控機(jī)，該動態(tài)CMOS攝像機(jī)用于實(shí)時(shí)獲取焊接熔池的圖像/視頻信息； 至少一大功率LED照明光源，用于提供攝像光源； 一電動調(diào)焦鏡頭，設(shè)于所述動態(tài)CMOS攝像機(jī)上，用于實(shí)時(shí)調(diào)整動態(tài)CMOS攝像機(jī)的焦距； 一第五通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能化機(jī)器人焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備狀態(tài)檢測部分包括 至少一檢測傳感器，連接于所述傳感器控制器，用于檢測該智能化機(jī)器人各個設(shè)備的參數(shù);所述設(shè)備包括機(jī)器人本體、操作機(jī)、變位機(jī)、焊接設(shè)備、工裝及輔助裝置； 一第六通訊模塊，用于所述焊接裝配測量部分、所述焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊縫路徑自適應(yīng)控制部分、焊接工藝參數(shù)檢測部分、焊縫成形自適應(yīng)控制部分以及焊接熔池監(jiān)視部分之間的數(shù)據(jù)或信息的傳遞。
【文檔編號】B23K9/127GK106041258SQ201610675112
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月17日
【發(fā)明人】郭敬, 陳興, 吳兆仁, 馬宏波, 林濤, 朱振友
【申請人】江蘇北人機(jī)器人系統(tǒng)股份有限公司