一种多机器人焊接方法及系统与流程

本发明涉及自动化焊接及装配技术领域，尤其涉及一种多机器人焊接方法及系统。

背景技术：

目前机器人焊接主要以单机器人焊接为主，通常由可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)控制柜来控制机器人的作业。虽然通过单个机器人来进行焊接的效率比人工高，但是对于大批量生产来说，生产效率还是较低。另外，多台机器人同时对同一台产品进行作业时，如果两台机器人的作业区域有重合的干涉区，需要避免两个机器人在干涉区发生碰撞。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种能够有效协调多台机器人同时对同一个产品进行作业且能够避免机器人在干涉区产生碰撞的多机器人焊接系统。

本发明采用如下技术方案：

一种多机器人焊接控制方法，适用于控制复数个机器人；所述复数个机器人包括多组机器人工作组，每组所述机器人中包括一个体机器人以及与所述个体机器人对应的邻居机器人，每个所述个体机器人工作时的第一运行区域分别与对应的所述邻居机器人工作时的第二运行区域之间具有相互重合的干涉区，所述方法包括：

步骤S1、所述个体机器人和/或所述邻居机器人向一控制器发送运行请求；

步骤S2、所述控制器接收所述运行请求并根据所述运行请求控制所述个体机器人和所述邻居机器人在所述干涉区内对工件进行焊接操作，以避免所述个体机器人和所述邻居机器人在进行所述焊接操作的过程中产生碰撞。

优选的，所述步骤S1中，若所述运行请求为位于所述干涉区外的所述个体机器人发出的，则所述步骤S2具体包括：

步骤S21a、所述控制器接收所述运行请求并向所述邻居机器人发送第一询问请求；

步骤S22a、所述邻居机器人接收所述第一询问请求并将所述邻居机器人的状态信息发送给所述控制器；

步骤S23a、所述控制器接收所述状态信息并根据所述状态信息判断所述邻居机器人是否位于所述干涉区内：

若判断结果为是，则转步骤S24a；

若判断结果为否，则转步骤S25a；

步骤S24a、所述控制器向所述个体机器人发送第一控制指令，所述个体机器人接收所述第一控制指令后保持等待状态并转步骤S21a；

步骤S25a、所述控制器向所述个体机器人发送第二控制指令，所述个体机器人进入所述干涉区完成所述焊接操作后退出所述干涉区，随后退出。

优选的，所述步骤S1中，若所述运行请求为位于所述干涉区外的所述个体机器人和所述邻居机器人向所述控制器发送的，则所述步骤S2具体包括：

步骤S21b、所述控制器接收所述运行请求并向所述个体机器人和所述邻居机器人分别发送第二询问请求；

步骤S22b、所述个体机器人和所述邻居机器人接收所述第二询问请求并将所述个体机器人和所述邻居机器人的状态信息分别发送给所述控制器；

步骤S23b、所述控制器接收所述状态信息并根据所述状态信息处理得到第三控制指令和第四控制指令，所述控制器将所述第三控制指令和所述第四控制指令分别发送给所述个体机器人和所述邻居机器人；

步骤S24b、所述个体机器人接收所述第三控制指令后保持等待状态，所述邻居机器人接收所述第四控制指令并进入所述干涉区，所述邻居机器人在完成所述焊接操作后退出所述干涉区；

步骤S25b、所述个体机器人进入所述干涉区完成所述焊接操作后退出所述干涉区，随后退出。

优选的，所述步骤S1中，若所述运行请求为位于所述干涉区内的所述个体机器人发出的，则所述步骤S2具体包括：

步骤S21c、所述控制器接收所述运行请求并向所述邻居机器人发送第五控制指令；

步骤S22c、所述邻居机器人接收所述第五控制指令后进入所述干涉区并在到达预定位置后向所述控制器发送提醒信息；

步骤S23c、所述控制器接收所述提醒信息后向所述个体机器人和所述邻居机器人分别发送第六控制指令和第七控制指令；

步骤S24c、所述个体机器人和所述邻居机器人分别接收所述第六控制指令和所述第七控制指令后同步进行所述焊接操作，所述个体机器人和所述邻居机器人分别完成所述焊接操作后退出。

优选的，至少一个个体机器人，每个所述个体机器人分别对应一第一运行区域；

至少一个邻居机器人，每个所述邻居机器人分别对应一第二运行区域；

一控制器，所述控制器分别连接所述个体机器人和所述邻居机器人，所述控制器包括：

接收单元，所述接收单元用于接收所述个体机器人和所述邻居机器人发送的运行请求；

控制单元，所述控制单元连接所述接收单元，用于根据所述运行请求控制所述个体机器人和所述邻居机器人在干涉区内对工件进行焊接操作；

所述第一运行区域和所述第二运行区域的重合区域为所述干涉区；

所述个体机器人与所述邻居机器人之间一一对应构成机器人工作组。

优选的，所述接收单元包括：

第一接收模块，所述第一接收模块用于接收并输出位于所述干涉区外的所述个体机器人发送的所述运行请求，以及接收并输出所述邻居机器人的状态信息。

优选的，所述控制单元包括：

第一处理模块，所述第一处理模块连接所述第一接收模块，用于接收所述运行请求并根据所述运行请求输出第一询问请求，以及接收所述状态信息并根据所述状态信息判断所述邻居机器人是否位于所述干涉区内，在判断所述邻居机器人位于所述干涉区内时输出第一控制指令，在判断所述邻居机器人位于所述干涉区外时输出第二控制指令；

所述第一控制指令为保持等待状态；

所述第二控制指令为进入所述干涉区完成所述焊接操作后退出所述干涉区。

优选的，所述控制器包括：

第一发送模块，所述第一发送模块连接所述第一处理模块，用于接收所述第一询问请求并将所述第一询问请求发送给所述邻居机器人，以及接收所述第一控制指令并将所述第一控制指令发送给所述个体机器人，以及接收所述第二控制指令并将所述第二控制指令发送给所述邻居机器人。

优选的，所述接收单元包括：

第二接收模块，所述第二接收模块用于接收并输出位于所述干涉区外的所述个体机器人和所述邻居机器人发送的所述运行请求，以及接收并输出所述个体机器人和所述邻居机器人的状态信息。

优选的，所述控制单元包括：

第二处理模块，所述第二处理模块连接所述第二接收模块，用于接收所述运行请求并根据所述运行请求输出第二询问指令，以及接收并所述状态信息并根据所述状态信息输出第三控制指令和第四控制指令；

所述第三控制指令为保持等待状态；

所述第四控制指令为进入所述干涉区完成所述焊接操作后退出所述干涉区。

优选的，所述控制器包括：

第二发送模块，所述第二发送模块连接所述第二处理模块，用于接收所述第二询问指令并将所述第二询问指令分别发送给所述个体机器人以及所述邻居机器人，以及接收所述第三控制指令并将所述第三控制指令发送给所述个体机器人，以及接收所述第四控制指令并将所述第四控制指令发送给所述邻居机器人。

优选的，所述接收单元包括：

第三接收模块，所述第三接收模块用于接收并输出位于所述干涉区内的所述个体机器人发送的所述运行请求，以及接收并输出到达所述干涉区内预定位置的所述邻居机器人发送的提醒信息。

优选的，所述控制单元包括：

第三处理模块，所述第三处理模块连接所述第三接收模块，用于接收所述运行请求并根据所述运行请求输出第五控制指令，以及接收所述提醒信息并根据所述提醒信息输出第六控制指令和第七控制指令；

所述第五控制指令为进入所述干涉区并到达所述预定位置；

所述第六控制指令为与所述邻居机器人同步完成所述焊接操作后退出所述干涉区；

所述第七控制指令为与所述个体机器人同步完成所述焊接操作后退出所述干涉区。

优选的，所述控制器包括：

第三发送模块，所述第二发送模块连接所述第二处理模块，用于接收所述第五控制指令并将所述第五控制指令发送给所述邻居机器人，以及接收第六控制指令并将所述第六控制指令发送给所述个体机器人，以及接收所述第七控制指令并将所述第七控制指令发送给所述邻居机器人。

本发明的有益效果是：保证同时工作中的个体机器人和邻居机器人互不干涉，协同工作，优化设计结构，提高生产效率，节约成本，而且安全可靠，提高了单位时间的产出比。

附图说明

图1为本发明的一种优选实施例中，多机器人焊接系统的功能模块示意图；

图2为本发明的一种优选实施例中，系统的流程图；

图3为本发明的一种优选实施例中，步骤S2的流程图之一；

图4为本发明的一种优选实施例中，步骤S2的流程图之二；

图5为本发明的一种优选实施例中，步骤S2的流程图之三；

图6为实施例一的功能模块示意图；

图7为实施例二的功能模块示意图；

图8为实施例三的功能模块示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

如图1-2所示，一种多机器人焊接控制方法，适用于控制复数个机器人；上述复数个机器人包括多组机器人工作组，每组上述机器人中包括一个体机器人2以及与上述个体机器人2对应的邻居机器人3，每个上述个体机器人2工作时的第一运行区域分别与对应的上述邻居机器人3工作时的第二运行区域之间具有相互重合的干涉区，上述方法包括：

步骤S1、上述个体机器人2和/或上述邻居机器人3向一控制器1发送运行请求；

步骤S2、上述控制器1接收上述运行请求并根据上述运行请求控制上述个体机器人2和上述邻居机器人3在上述干涉区内对工件进行焊接操作，以避免上述个体机器人2和上述邻居机器人3在进行上述焊接操作的过程中产生碰撞。

在本实施例中，每个机器人工作组分别包括一个体机器人2和一邻居机器人3，同一工作组中的个体机器人2和邻居机器人3以控制器1为中介构成信号互锁结构，即个体机器人2和邻居机器人3在进入干涉区进行焊接操作前均需要向控制器1提前发送运行请求，同一工作组中的个体机器人2和邻居机器人3之间通过互锁交叉信号，进行位置确认，控制器1根据实际工况控制个体机器人2和邻居机器人3是否进入干涉区以及是否进行焊接操作，从而保证同时工作中的互不干涉。一个控制器1可以控制多组机器人工作组，大大提高生产效率，多组机器人工作组在上述控制器1的控制下协同工作，优化结构设计，节约成本。具体使用时，夹具部分位于中心，夹具部分四周分布多台上述机器人对设备进行包括焊接操作等作业。

本发明较佳的实施例中，如图3所示，上述步骤S1中，若上述运行请求为位于上述干涉区外的上述个体机器人2发出的，则上述步骤S2具体包括：

步骤S21a、上述控制器1接收上述运行请求并向上述邻居机器人3发送第一询问请求；

步骤S22a、上述邻居机器人3接收上述第一询问请求并将上述邻居机器人3的状态信息发送给上述控制器1；

步骤S23a、上述控制器1接收上述状态信息并根据上述状态信息判断上述邻居机器人3是否位于上述干涉区内：

若判断结果为是，则转步骤S24a；

若判断结果为否，则转步骤S25a；

步骤S24a、上述控制器1向上述个体机器人2发送第一控制指令，上述个体机器人2接收上述第一控制指令后保持等待状态并转步骤S21a；

步骤S25a、上述控制器1向上述个体机器人2发送第二控制指令，上述个体机器人2进入上述干涉区完成上述焊接操作后退出上述干涉区，随后退出。

在本实施例中，将步骤S1中位于干涉区外的个体机器人2替换成位于干涉区外的邻居机器人3则步骤S2中的个体机器人2均替换成邻居机器人3，步骤S2中的邻居机器人3均替换成个体机器人2。步骤S24a中，个体机器人2接收到第一控制指令后保持在干涉区外的等待状态，此时，位于干涉区内的邻居机器人3继续工作，个体机器人2继续向控制器1发送运行请求直到位于干涉区内的邻居机器人3完成工作并退出干涉区后，个体机器人2进入干涉区并进行焊接操作，个体机器人2完成焊接操作后退出干涉区。

本发明较佳的实施例中，如图4所示，上述步骤S1中，若上述运行请求为位于上述干涉区外的上述个体机器人2和上述邻居机器人3向上述控制器1发送的，则上述步骤S2具体包括：

步骤S21b、上述控制器1接收上述运行请求并向上述个体机器人2和上述邻居机器人3分别发送第二询问请求；

步骤S22b、上述个体机器人2和上述邻居机器人3接收上述第二询问请求并将上述个体机器人2和上述邻居机器人3的状态信息分别发送给上述控制器1；

步骤S23b、上述控制器1接收上述状态信息并根据上述状态信息处理得到第三控制指令和第四控制指令，上述控制器1将上述第三控制指令和上述第四控制指令分别发送给上述个体机器人2和上述邻居机器人3；

步骤S24b、上述个体机器人2接收上述第三控制指令后保持等待状态，上述邻居机器人3接收上述第四控制指令后进入上述干涉区完成上述焊接操作后退出上述干涉区；

步骤S25b、上述个体机器人2进入上述干涉区完成上述焊接操作后退出上述干涉区，随后退出。

在本实施例中，若同一工作组的个体机器人2和邻居机器人3均位于干涉区外且同时向控制器1发送运行请求，则控制器1控制个体机器人2或邻居机器人3中的任意一个进入干涉区，另一个在干涉区外保持等待状态，使个体机器人2和邻居机器人3依次进入干涉区中完成焊接操作，从而避免产生碰撞。

本发明较佳的实施例中，如图5所示，上述步骤S1中，若上述运行请求为位于上述干涉区内的上述个体机器人2发出的，则上述步骤S2具体包括：

步骤S21c、上述控制器1接收上述运行请求并向上述邻居机器人3发送第五控制指令；

步骤S22c、上述邻居机器人3接收上述第五控制指令后进入上述干涉区并在到达预定位置后向上述控制器1发送提醒信息；

步骤S23c、上述控制器1接收上述提醒信息后向上述个体机器人2和上述邻居机器人3分别发送第六控制指令和第七控制指令；

步骤S24c、上述个体机器人2和上述邻居机器人3分别接收上述第六控制指令和上述第七控制指令后同步进行上述焊接操作，上述个体机器人2和上述邻居机器人3分别完成上述焊接操作后推出。

在本实施例中，将步骤S1中位于干涉区内的个体机器人2替换成位于干涉区内的邻居机器人3，则步骤S2中的个体机器人2替换成邻居机器人3，步骤S2中的邻居机器人3替换成个体机器人2。个体机器人2和邻居机器人3的交叉互锁结构能够保证个体机器人2和邻居机器人3在控制器1的控制下到达同步点后，再同时动作，从而解决了协调同步控制的问题。

本发明较佳的实施例中，如图1所示，上述系统包括：

至少一个个体机器人2，每个上述个体机器人2分别对应一第一运行区域；

至少一个邻居机器人3，每个上述邻居机器人3分别对应一第二运行区域；

一控制器1，上述控制器1分别连接上述个体机器人2和上述邻居机器人3，上述控制器1包括：

接收单元4，上述接收单元4用于接收上述个体机器人2和上述邻居机器人3发送的运行请求；

控制单元5，上述控制单元5连接上述接收单元4，用于根据上述运行请求控制上述个体机器人2和上述邻居机器人3在干涉区内对工件进行焊接操作；

上述第一运行区域和上述第二运行区域的重合区域为上述干涉区；

上述个体机器人2与上述邻居机器人3之间一一对应构成机器人工作组。

实施例一，如图6所示，

上述接收单元4包括：第一接收模块7，上述第一接收模块7用于接收并输出位于上述干涉区外的上述个体机器人2发送的上述运行请求，以及接收并输出上述邻居机器人3的状态信息；

上述控制单元5包括：第一处理模块10，上述第一处理模块10连接上述第一接收模块7，用于接收上述运行请求并根据上述运行请求输出第一询问请求，以及接收上述状态信息并根据上述状态信息判断上述邻居机器人3是否位于上述干涉区内，在判断上述邻居机器人3位于上述干涉区内时输出第一控制指令，在判断上述邻居机器人3位于上述干涉区外时输出第二控制指令；

上述控制器包括：第一发送模块13，上述第一发送模块13连接上述第一处理模块10，用于接收上述第一询问请求并将上述第一询问请求发送给上述邻居机器人3，以及接收上述第一控制指令并将上述第一控制指令发送给上述个体机器人2，以及接收上述第二控制指令并将上述第二控制指令发送给上述邻居机器人3；

上述第一控制指令为保持等待状态；

上述第二控制指令为进入上述干涉区完成上述焊接操作后退出上述干涉区。

在本实施例中，个体机器人2接收到第一控制指令后保持在干涉区外的等待状态，此时，位于干涉区内的邻居机器人3继续工作，个体机器人2继续向控制器1发送运行请求直到位于干涉区内的邻居机器人3完成工作并退出干涉区后，个体机器人2进入干涉区并进行焊接操作，个体机器人2完成焊接操作后退出干涉区。

实施例二，如图7所示，

上述接收单元4包括：第二接收模块8，上述第二接收模块8用于接收并输出位于上述干涉区外的上述个体机器人2和上述邻居机器人3发送的上述运行请求，以及接收并输出上述个体机器人2和上述邻居机器人3的状态信息；

上述控制单元5包括：第二处理模块11，上述第二处理模块11连接上述第二接收模块8，用于接收上述运行请求并根据上述运行请求输出第二询问指令，以及接收并上述状态信息并根据上述状态信息输出第三控制指令和第四控制指令；

上述控制器包括：第二发送模块14，上述第二发送模块14连接上述第二处理模块11，用于接收上述第二询问指令并将上述第二询问指令分别发送给上述个体机器人2以及上述邻居机器人3，以及接收上述第三控制指令并将上述第三控制指令发送给上述个体机器人2，以及接收上述第四控制指令并将上述第四控制指令发送给上述邻居机器人3；

上述第三控制指令为保持等待状态；

上述第四控制指令为进入上述干涉区完成上述焊接操作后退出上述干涉区。

在本实施例中，若同一工作组的个体机器人2和邻居机器人3均位于干涉区外且同时向控制器1发送运行请求，则控制器1控制个体机器人2或邻居机器人3中的任意一个进入干涉区，另一个在干涉区外保持等待状态，使个体机器人2和邻居机器人3依次进入干涉区中完成焊接操作，从而避免产生碰撞。

实施例三，如图8所示，

上述接收单元4包括：第三接收模块9，上述第三接收模块9用于接收并输出位于上述干涉区内的上述个体机器人2发送的上述运行请求，以及接收并输出到达上述干涉区内预定位置的上述邻居机器人3发送的提醒信息；

上述控制单元5包括：第三处理模块12，上述第三处理模块12连接上述第三接收模块9，用于接收上述运行请求并根据上述运行请求输出第五控制指令，以及接收上述提醒信息并根据上述提醒信息输出第六控制指令和第七控制指令；

上述控制器包括：第三发送模块15，上述第二发送模块14连接上述第二处理模块11，用于接收上述第五控制指令并将上述第五控制指令发送给上述邻居机器人3，以及接收第六控制指令并将上述第六控制指令发送给上述个体机器人2，以及接收上述第七控制指令并将上述第七控制指令发送给上述邻居机器人3；

上述第五控制指令为进入上述干涉区并到达上述预定位置；

上述第六控制指令为与上述邻居机器人3同步完成上述焊接操作后退出上述干涉区；

上述第七控制指令为与上述个体机器人2同步完成上述焊接操作后退出上述干涉区。

在本实施例中，个体机器人2和邻居机器人3的交叉互锁结构能够保证个体机器人2和邻居机器人3在控制器1的控制下到达同步点后，再同时动作，从而解决了协调同步控制的问题。

上述三个实施例中，个体机器人2和邻居机器人3成对出现并构成机器人工作组，将上述个体机器人2替换成上述邻居机器人3，同时将上述邻居机器人3替换成上述个体机器人2上述方案技术方案同样成立。第一发送模块13、第二发送模块14以及第三发送模块15均属于控制器1的发送单元6。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。