本發(fā)明涉及一種焊接機(jī)器人系統(tǒng)，特別是一種移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)器人制造系統(tǒng)能夠大大提升工作效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低人工成本，在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣。移動(dòng)式的機(jī)器人智能制造系統(tǒng)具有更大的空間靈活性，具有技術(shù)先進(jìn)性和前沿性，是工業(yè)制造領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。

可移動(dòng)焊接機(jī)器人系統(tǒng)具備全向移動(dòng)的移動(dòng)式系統(tǒng)，不需要預(yù)先在廠房?jī)?nèi)鋪設(shè)導(dǎo)軌，可實(shí)現(xiàn)超大范圍內(nèi)的工位轉(zhuǎn)換。根據(jù)工作任務(wù)、流程安排，快速改變工藝布局，真正意義上實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的智能化柔性制造。

高端裝備的大型化，采用傳統(tǒng)固定裝備加工產(chǎn)品會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題。隨著大型航天器、大型客機(jī)、大型機(jī)車、船舶等高端裝備尺寸的不斷增加，精度不斷提高。大型固定式制造裝備無(wú)論在行程、功能上都難以滿足這些裝備的制造需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，增強(qiáng)了自動(dòng)焊接系統(tǒng)的靈活性，尤其針對(duì)大型復(fù)雜零件的焊接具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，包括：移動(dòng)平臺(tái)，自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)，焊接機(jī)器人和上位機(jī)控制系統(tǒng)；所述自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)設(shè)置在所述移動(dòng)平臺(tái)前端，所述焊接機(jī)器人和上位機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)置在所述移動(dòng)平臺(tái)上；自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)根據(jù)地面標(biāo)線自動(dòng)尋址，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)的尋址定位，控制移動(dòng)平臺(tái)到達(dá)指定工位后，機(jī)器人控制器焊接機(jī)器人進(jìn)行焊接。

進(jìn)一步的，所述自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)包括自動(dòng)尋址攝像頭和光源，所述自動(dòng)尋址攝像頭拍攝到光源照射到預(yù)定標(biāo)線后，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)控制移動(dòng)平臺(tái)到達(dá)指定工位。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)平臺(tái)包括4套麥克納姆輪，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)單獨(dú)控制每套麥克納姆輪，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)的全向移動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)平臺(tái)設(shè)置有真空吸盤(pán)地腳支撐和急停裝置。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)包括在所述移動(dòng)平臺(tái)上，為焊接供電的焊接電源。

進(jìn)一步的，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人、機(jī)器人控制器和設(shè)置在機(jī)器人上的焊接機(jī)頭；所述焊接機(jī)頭上設(shè)置有焊槍。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)包括視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)，所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)包括傳感器控制柜和視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器，所述傳感器控制柜設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)上，所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器設(shè)置在所述焊接機(jī)頭上，傳感器控制柜通過(guò)通訊線纜分別與視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器和機(jī)器人控制器連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制器與視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器的實(shí)時(shí)通訊，用于機(jī)器人系統(tǒng)到達(dá)位置點(diǎn)后，在焊接過(guò)程中對(duì)焊縫進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤。

進(jìn)一步的，所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器為激光視覺(jué)傳感器。

進(jìn)一步的，所述移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)包括熔池觀測(cè)系統(tǒng)，所述熔池觀測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述焊接機(jī)頭上的熔池觀測(cè)攝像頭。

進(jìn)一步的，所述熔池觀測(cè)系統(tǒng)包括用于對(duì)焊接弧光過(guò)濾的濾光片。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明所述的移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，可滿足高端裝備尺寸的不斷增加，精度不斷提高的要求，通過(guò)自動(dòng)尋址功能可以自動(dòng)到達(dá)需要焊接的位置，通過(guò)激光跟蹤系統(tǒng)可在線實(shí)時(shí)糾正由于焊接變形等造成的焊縫偏差，通過(guò)熔池觀測(cè)系統(tǒng)，可以在終端實(shí)時(shí)觀測(cè)焊縫熔池信息，搭載全向智能移動(dòng)平臺(tái)車，并配置視覺(jué)導(dǎo)航系統(tǒng)，加強(qiáng)了自動(dòng)焊接系統(tǒng)的靈活性，尤其針對(duì)大型復(fù)雜零件的焊接具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于導(dǎo)軌式的柔性制造系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)具有更加靈活的適應(yīng)能力，而不拘泥于導(dǎo)軌的直線移動(dòng)模式，該系統(tǒng)可相對(duì)于產(chǎn)品進(jìn)行靈活調(diào)整，滿足產(chǎn)品不同工況、不同工位的柔性加工。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的焊接機(jī)頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1-2所示，一種移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，包括：移動(dòng)平臺(tái)1，焊接電源4，自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)8，視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)，焊接機(jī)器人，熔池觀測(cè)系統(tǒng)和上位機(jī)控制系統(tǒng)3；所述自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)8設(shè)置在所述移動(dòng)平臺(tái)1前端，所述焊接機(jī)器人、焊接電源4和上位機(jī)控制系統(tǒng)3設(shè)置在所述移動(dòng)平臺(tái)1上；所述自動(dòng)尋址定位系統(tǒng)8包括自動(dòng)尋址攝像頭和光源；所述移動(dòng)平臺(tái)1包括4套麥克納姆輪、真空吸盤(pán)地腳支撐和急停裝置，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)3單獨(dú)控制每套麥克納姆輪，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)平臺(tái)1的全向移動(dòng)，使其能夠在狹小空間內(nèi)靈活移動(dòng)；真空吸盤(pán)地腳支撐和急停裝置實(shí)現(xiàn)了所述焊接機(jī)器人系統(tǒng)在工作過(guò)程中的穩(wěn)定支撐以及緊急制動(dòng)，所述全向移動(dòng)的移動(dòng)平臺(tái)1具有平面上任意方向的位置微調(diào)功能，通過(guò)控制算法和上位機(jī)控制系統(tǒng)的點(diǎn)動(dòng)操作，保證±1mm以內(nèi)的位置精確調(diào)整；所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人6、機(jī)器人控制器5和設(shè)置在機(jī)器人6上的焊接機(jī)頭7；所述焊接機(jī)頭7上設(shè)置有焊槍10；所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)包括傳感器控制柜2和視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器11，所述傳感器控制柜2設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)1上，所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器11設(shè)置在所述焊接機(jī)頭7上，傳感器控制柜2通過(guò)通訊線纜分別與視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器11和機(jī)器人控制器5連接，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人控制器5與視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器11的實(shí)時(shí)通訊，用于機(jī)器人系統(tǒng)到達(dá)位置點(diǎn)后，在焊接過(guò)程中對(duì)焊縫進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤；所述熔池觀測(cè)系統(tǒng)包括設(shè)置在所述焊接機(jī)頭7上的熔池觀測(cè)攝像頭9；所述上位機(jī)控制系統(tǒng)3用于對(duì)整個(gè)移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尋址功能的設(shè)定，焊接電源的啟停，激光視覺(jué)傳感器的設(shè)置，焊接熔池的實(shí)時(shí)顯示等功能。

優(yōu)選的，所述視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)傳感器11為激光視覺(jué)傳感器。

優(yōu)選的，所述熔池觀測(cè)系統(tǒng)包括用于對(duì)焊接弧光過(guò)濾的濾光片。

優(yōu)選的，所述焊接電源4可實(shí)現(xiàn)GTAW、GMAW、VPPA、激光等多種焊接方法。

優(yōu)選的，所述機(jī)器人6為工業(yè)機(jī)器人，優(yōu)選的選用六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，所述焊接機(jī)器人通過(guò)上位機(jī)控制系統(tǒng)控制焊接電源，焊接電源配置為不同功能的電源，可以實(shí)現(xiàn)多種焊接方式，焊接機(jī)器人通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接電源的控制。

所述移動(dòng)式自動(dòng)尋址的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的工作如下：

所述自動(dòng)尋址攝像頭通過(guò)光源照射到預(yù)定標(biāo)線后，所述上位機(jī)控制系統(tǒng)3控制移動(dòng)平臺(tái)1到達(dá)指定工位；上位機(jī)控制系統(tǒng)3根據(jù)不同的工作任務(wù)調(diào)用不同的位置，控制移動(dòng)平臺(tái)1到達(dá)指定工位；移動(dòng)平臺(tái)1到達(dá)指定工位后，上位機(jī)控制系統(tǒng)3啟動(dòng)焊接電源4，機(jī)器人控制器5根據(jù)每個(gè)工位焊接作業(yè)軌跡的粗編程，在激光跟蹤系統(tǒng)的引導(dǎo)下，完成焊縫的焊接。在焊接過(guò)程中，通過(guò)熔池觀測(cè)系統(tǒng)在終端實(shí)時(shí)觀測(cè)焊縫熔池信息。焊接完成之后，向上位機(jī)控制系統(tǒng)3輸出完成信號(hào)，進(jìn)行下一個(gè)焊接工位的焊接操作直至焊接工作全部完成。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)中未詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。