模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台及培训方法

文档序号:26013344发布日期:2021-07-23 21:34阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,包括相互连接和通讯的示教器模块(1)、电控柜模块(2)以及本体模拟显示模块(3);其中,

示教器模块(1),包括配置有多种功能的手持外设(11)和内置有多种模拟程序的触摸屏主机(12),用于学员进行操作控制并发出控制指令;

电控柜模块(2),包括用于处理数据的主控电脑(22)、均布有多个按钮插槽的安装面板(23)以及多个不同类型的配套按钮(24),用于接收所述示教器模块(1)发出的控制指令,解算和模拟出工业机器人的呈现状态数据并实时生成模拟显示信号;

本体模拟显示模块(3),用于接收所述电控柜模块(2)实时生成的模拟显示信号,采用虚拟现实技术的方式实时建立工业机器人本体姿态和操作空间的模拟影像;

所述主控电脑(22)内置有培训评价系统(4),并在所述培训评价系统(4)中引入包括标准通用规则、企业生产规则、熟练人员操作记录数据在内的焊接工业机器人操作评价规则数据;

学员手持并操作控制所述示教器模块(1),由所述电控柜模块(2)实时生成工业机器人本体姿态的模拟显示信号,由所述本体模拟显示模块(3)实时建立工业机器人本体姿态的模拟影像,由所述培训评价系统(4)按操作顺序存储和记录学员的操作数据信号,对比分析学员的操作数据与所述评价规则数据得到学员操作的评价总分并输出具有个性化的培训评价报告。

2.根据权利要求1所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述培训评价系统(4)包括相互连接和通讯的用户信息管理模块(41)、数据处理模块(42)、评价规则管理模块(43)、智能评价模块(44)以及结果管理模块(45);其中,

用户信息管理模块(41),内置信息/程序至少包括学员基本信息、类型选择、培训记录、培训账号,用于根据培训目标对学员进行分类;

数据处理模块(42),用于接收所述示教器模块(1)发送过来的直接操作信息和/或主控电脑(22)发送过来的焊接程序代码信息,将各信息按照操作顺序进行存储并记录各信息之间的接收到达时间;

评价规则管理模块(43),内置信息/程序至少包括规则导入、规则查看、规则修改、规则删除、规则分类,用于存储用于评价学员的评价规则数据;

智能评价模块(44),用于采用模糊综合评价方法对学员操作数据中各项指标的权重建立数学模型,对比分析学员的操作数据与所述评价规则数据进而得到学员操作的评价总分,并对学员的成绩进行分类;

结果管理模块(45),内置信息/程序至少包括培训评价结果显示、结果打印、结果导出、结果保存,用于显示培训学员操作的各项得分情况和与所述评价规则数据的对比信息。

3.根据权利要求1所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述手持外设(11)包括外设主体(111),所述外设主体(111)的中间开设有用于安装所述触摸屏主机(12)的凹槽、外围分别设有第一急停按钮(112)、摇杆(113)、使能按钮(114)、自定义按钮(115),所述凹槽内设有外设接口(116);

所述触摸屏主机(12)内置有多种示教器模拟程序,包括主机主体(121),所述外设主体(111)的中部为触摸显示屏、侧边设有与所述外设接口(116)对接的主机接口(122);

所述手持外设(11)上的第一急停按钮(112)、摇杆(113)、使能按钮(114)、自定义按钮(115)均是通过所述触摸屏主机(12)进行信号采集和功能设置。

4.根据权利要求1所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述电控柜模块(2)还包括电控箱体(21)和液晶显示屏,主控电脑(22)内置于所述电控箱体(21)并连接到所述液晶显示屏、安装面板(23)与所述电控箱体(21)相互扣合,多个配套按钮(24)安装在所述安装面板(23)上;其中,

所述主控电脑(22)包括电脑主体(221),所述电脑主体(221)的外围至少设置有电源接口(222)、通讯接口(223)以及信号输送接口(224);

所述安装面板(23)包括面板主体(231),所述面板主体(231)中部均匀开设有多个用于安装所述配套按钮(24)的按钮插槽(232);

所述多个配套按钮(24)至少包括普通按钮(241)、第二急停按钮(242)、普通旋钮(243)、钥匙旋钮(244)以及指示灯按钮(245),均为可拆卸安装和自由布局。

5.根据权利要求4所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,每个所述配套按钮(24)的端部均具有按钮接口(246),所述按钮接口(246)与按钮插槽(232)配套使用;

由主控电脑(22)对所述配套按钮(24)进行状态监控,由示教器模块(1)对所述配套按钮(24)进行通讯信号定义。

6.根据权利要求2所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述用户信息管理模块(41)根据培训目标将学员分为初级学员和提升学员;其中,

所述初级学员的培训内容包括平焊、横焊、立焊、仰焊操作,选用的评价规则数据包括国际标准、行业标准、操作手册与焊接通用操作规程,评价内容包括操作的安全操作规范、焊接基本参数、焊接基本工艺、焊接运动轨迹;

所述提升学员的培训内容为指定的复杂工件焊接,选用的评价规则数据包括按照企业实际生产情况定制和企业熟练人员的操作记录数据,评价内容包括特殊工艺、特殊工况、焊接效率、操作速度方面。

7.根据权利要求6所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述初级学员的评价规则数据中具体评价指标至少包括焊接形式、接口形式、坡口形式、焊接方向、焊接层数、焊枪与焊件角度、电流参数、焊丝型号、焊丝拉长量、焊丝送料速度、焊点运动轨迹、焊枪移动速度以及启动、停止时各按钮操作顺序;

所述提升学员的评价规则数据中具体评价指标至少包括特殊工艺参数、特殊工艺流程、焊接总时长、操作反应时长与总时长、与熟练人员操作的重合程度。

8.根据权利要求1至7任一项所述模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台,其特征在于,所述虚拟现实技术为全息投影技术或ar技术中的任意一种。

9.一种焊接工业机器人智能培训方法,其特征在于,应用如权利要求1至8任一项所述的焊接工业机器人智能培训平台进行以下步骤:

s1、根据不同的培训任务或实际需要,选择外形和功能配置合适的示教器模块(1),并通过触摸屏主机(12)对手持外设(11)上的各按钮进行信号采集和功能设置;

s2、学员手持示教器模块(1)进行操作控制并发出控制指令;

s3、由电控柜模块(2)接收所述示教器模块(1)发出的控制指令,解算和模拟出工业机器人的呈现状态数据并实时生成模拟工业机器人本体姿态的显示信号;

s4、由本体模拟显示模块(3)接收所述电控柜模块(2)实时生成的模拟工业机器人本体姿态的显示信号,采用虚拟现实技术的方式实时建立工业机器人本体姿态和操作空间的模拟影像;

s5、由培训评价系统(4)按操作顺序存储和记录学员的操作数据信号,并记录各个信号的接收到达时间;

s6、采用模糊综合评价方法对所述学员的操作数据中各项指标的权重建立数学模型;

s7、将所述学员的操作数据与引入的评价规则数据进行对比分析,得到学员操作的评价总分并对学员的成绩进行分类;

s8、显示学员操作的各项得分情况和与所述评价规则数据的对比信息,并最终输出具有个性化的培训评价报告。

10.根据权利要求9所述的一种焊接工业机器人智能培训方法,其特征在于,步骤s1之后还可以包括以下步骤:

s11、根据培训目标对学员进行分类;

s12、针对不同级别的学员,引入相应的焊接工业机器人操作评价规则数据。


技术总结
本发明涉及一种模块化设计的焊接工业机器人智能培训平台及培训方法,包括相互连接和通讯的示教器模块、电控柜模块以及本体模拟显示模块;示教器模块包括手持外设和触摸屏主机,用于学员进行操作控制并发出控制指令;电控柜模块包括主控电脑、安装面板以及配套按钮,用于接收示教器模块发出的控制指令,解算和模拟出工业机器人的呈现状态数据并实时生成模拟显示信号;本体模拟显示模块用于接收所述模拟显示信号,实时建立工业机器人本体姿态和操作空间的模拟影像。本发明解决了焊接工业机器人培训过程中面临的设备昂贵、影响生产、环境污染、安全隐患、品牌差异、应用场合差异等多方面的障碍,使得学员能高效地学习焊接工业机器人的各项操作。

技术研发人员:袁佳健;周玉甲;李活;唐建国;杨剑
受保护的技术使用者:湖南交通职业技术学院
技术研发日:2021.04.02
技术公布日:2021.07.23
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