一种全方位转向型焊接机器人及其使用方法技术

本发明专利技术涉及焊接机器人技术领域，且公开了一种全方位转向型焊接机器人，包括电动转台、机械臂、激光焊接器、传感器组和控制箱；所述机械臂的底端安装在电动转台的顶端，所述激光焊接器和传感器组均安装在机械臂的另一端；所述控制箱内部设有处理器、数据采集模块、运动控制模块、偏差识别模块、模式选择模块、焊接控制模块和工时记录模块。该全方位转向型焊接机器人及其使用方法，通过传感器组对焊接过程进行检测，并通过数据采集模块对数据进行处理，并利用偏差识别模块纠正横向及高度焊缝偏差，使得运动控制模块精准控制电动转台和机械臂上各驱动电机的控制量，使得各驱动电机协同使激光焊接器实现全方位焊接过程。

【技术实现步骤摘要】
一种全方位转向型焊接机器人及其使用方法
本专利技术涉及焊接机器人
，具体为一种全方位转向型焊接机器人及其使用方法。
技术介绍
焊接机器人是从事焊接的工业机器人。根据国际标准化组织工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种全方位转向型焊接机器人及其使用方法。本专利技术提供如下技术方案：一种全方位转向型焊接机器人，包括电动转台、机械臂、激光焊接器、传感器组和控制箱；所述机械臂的底端安装在电动转台的顶端，所述激光焊接器和传感器组均安装在机械臂的另一端；所述控制箱内部设有处理器、数据采集模块、运动控制模块、偏差识别模块、模式选择模块、焊接控制模块和工时记录模块；所述传感器组与数据采集模块通讯连接，且数据采集模块与处理器通讯连接；所述电动转台和机械臂与运动控制模块通讯连接，且运动控制模块与处理器通讯连接；所述激光焊接器与焊接控制模块通讯连接，且焊接控制模块与处理器通讯连接；所述偏差识别模块、模式选择模块和工时记录模块分别与处理器通讯连接。优选的，所述传感器组包括电弧传感器、霍尔传感器和超声波传感器，焊缝识别由旋转电弧传感器和霍尔传感器完成，电弧传感器用于产生数据样触发信号，霍尔传感器根据该触发信号完成焊接过程中的电流采集，超声传感器用于检测机器人前进方向上的障碍。优选的，所述模式选择模块主要完成针对不同焊缝形式的模式设置，如直线角焊缝、弯曲角焊缝、直角转弯角焊缝及波纹板角焊缝。优选的，所述数据采集模块主要完成对传感器组中各传感器的原始数据采集，并采用滤波方法对采集到的原始数据滤波处理。优选的，所述偏差识别模块主要根据焊接过程中电流数据完成横向及高度焊缝偏差提取。优选的，所述运动控制模块则由偏差识别模块计算出机器人各驱动电机的控制量，并控制激光焊接器进行焊接。优选的，所述工时记录主要完成对焊接工时的管理，方便工厂管理，包括日工时，月工时及总工时记录。优选的，一种全方位转向型焊接机器人的使用方法，在控制箱内焊接参数，使得电动转台、机械臂和激光焊接器处于初始位置，焊接起弧后，数据采集模块根据模式选择模块所设定的控制周期，以电弧传感器产生的脉冲信号为触发信号，并对霍尔电流传感器的电流原始数据进行实时采集，经偏差识别模块信号处理后，计算焊缝横向和高度方向偏差，然后，经运动控制模块得出电动转台和机械臂上各驱动电机的控制量，并控制电动转台和机械臂运行完成焊接过程的焊缝自主识别及自动跟踪。与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：该全方位转向型焊接机器人及其使用方法，通过传感器组对焊接过程数据进行采集，并通过数据采集模块对数据进行集中处理，并利用偏差识别模块纠正横向及高度焊缝偏差，提高其精准度，使得运动控制模块精准控制机械臂上各驱动电机的控制量，使得机械臂上的激光焊接器实现焊接过程，并配合电动转台进行改向，增加焊接范围，从而达到全方位转向焊接的目的。另外数据采集模块采集到的各种信号原始数据进行分析，选取适当的滤波或组合滤波方法，将原始信号从时域变换到频域进行分析，提高了抗干扰能力，消除噪声干扰，提高信号品质，有利于焊缝精确识别。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术结构控制箱的内部系统示意图。图中：1、电动转台；2、机械臂；3、激光焊接器；4、传感器组；5、控制箱。具体实施方式为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。请参阅图1-2，一种全方位转向型焊接机器人，包括电动转台1、机械臂2、激光焊接器3、传感器组4和控制箱5；所述机械臂2的底端安装在电动转台1的顶端，所述激光焊接器3和传感器组4均安装在机械臂2的另一端；所述控制箱5内部设有处理器、数据采集模块、运动控制模块、偏差识别模块、模式选择模块、焊接控制模块和工时记录模块；所述传感器组4与数据采集模块通讯连接，且数据采集模块与处理器通讯连接，数据采集模块主要完成对传感器组中各传感器的原始数据采集，并采用滤波方法对采集到的原始数据滤波处理；传感器组4包括电弧传感器、霍尔传感器和超声波传感器，焊缝识别由旋转电弧传感器和霍尔传感器完成，电弧传感器用于产生数据样触发信号，霍尔传感器根据该触发信号完成焊接过程中的电流采集，超声传感器用于检测机器人前进方向上的障碍。所述电动转台1和机械臂2与运动控制模块通讯连接，且运动控制模块与处理器通讯连接，运动控制模块则由偏差识别模块计算出机器人各驱动电机的控制量，并控制激光焊接器3进行焊接。所述激光焊接器3与焊接控制模块通讯连接，且焊接控制模块与处理器通讯连接；偏差识别模块、模式选择模块和工时记录模块分别与处理器通讯连接模式选择模块主要完成针对不同焊缝形式的模式设置，如直线角焊缝、弯曲角焊缝、直角转弯角焊缝及波纹板角焊缝。偏差识别模块主要根据焊接过程中电流数据完成横向及高度焊缝偏差提取。工时记录主要完成对焊接工时的管理，方便工厂管理，包括日工时，月工时及总工时记录。一种全方位转向型焊接机器人的使用方法，在控制箱5内焊接参数，使得电动转台1、机械臂2和激光焊接器3处于初始位置，焊接起弧后，数据采集模块根据模式选择模块所设定的控制周期，以电弧传感器产生的脉冲信号为触发信号，并对霍尔电流传感器的电流原始数据进行实时采集，经偏差识别模块信号处理后，计算焊缝横向和高度方向偏差，然后，经运动控制模块得出电动转台1和机械臂2上各驱动电机的控制量，并控制电动转台1和机械臂2运行完成焊接过程的焊缝自主识别及自动跟踪。以上实施例仅为本专利技术的示例性实施例，不用于限制本专利技术，本专利技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本专利技术的实质和保护范围内，对本专利技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全方位转向型焊接机器人，其特征在于：包括电动转台(1)、机械臂(2)、激光焊接器(3)、传感器组(4)和控制箱(5)；/n所述机械臂(2)的底端安装在电动转台(1)的顶端，所述激光焊接器(3)和传感器组(4)均安装在机械臂(2)的另一端；/n所述控制箱(5)内部设有处理器、数据采集模块、运动控制模块、偏差识别模块、模式选择模块、焊接控制模块和工时记录模块；/n所述传感器组(4)与数据采集模块通讯连接，且数据采集模块与处理器通讯连接；/n所述电动转台(1)和机械臂(2)与运动控制模块通讯连接，且运动控制模块与处理器通讯连接；/n所述激光焊接器(3)与焊接控制模块通讯连接，且焊接控制模块与处理器通讯连接；/n所述偏差识别模块、模式选择模块和工时记录模块分别与处理器通讯连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种全方位转向型焊接机器人，其特征在于：包括电动转台(1)、机械臂(2)、激光焊接器(3)、传感器组(4)和控制箱(5)；
所述机械臂(2)的底端安装在电动转台(1)的顶端，所述激光焊接器(3)和传感器组(4)均安装在机械臂(2)的另一端；
所述控制箱(5)内部设有处理器、数据采集模块、运动控制模块、偏差识别模块、模式选择模块、焊接控制模块和工时记录模块；
所述传感器组(4)与数据采集模块通讯连接，且数据采集模块与处理器通讯连接；
所述电动转台(1)和机械臂(2)与运动控制模块通讯连接，且运动控制模块与处理器通讯连接；
所述激光焊接器(3)与焊接控制模块通讯连接，且焊接控制模块与处理器通讯连接；
所述偏差识别模块、模式选择模块和工时记录模块分别与处理器通讯连接。


2.根据权利要求1所述的一种全方位转向型焊接机器人，其特征在于：所述传感器组(4)包括电弧传感器、霍尔传感器和超声波传感器，焊缝识别由旋转电弧传感器和霍尔传感器完成，电弧传感器用于产生数据样触发信号，霍尔传感器根据该触发信号完成焊接过程中的电流采集，超声传感器用于检测机器人前进方向上的障碍。


3.根据权利要求1所述的一种全方位转向型焊接机器人，其特征在于：所述模式选择模块主要完成针对不同焊缝形式的模式设置，如直线角焊缝、弯曲角焊缝、直角转弯角焊缝及波纹板角焊缝。

【专利技术属性】
技术研发人员：何泽华，吕金奎，梁承艺，
申请(专利权)人：佛山市广凡机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44