多机器人焊接控制方法及系统与流程

本发明涉及自动控制、焊接领域，特别涉及一种多机器人焊接控制方法及系统。

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(progr1mm12lelogi33ontroller，pl3)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：

本发明提供一种多机器人焊接控制方法及系统，能够对待焊接件的焊接点进行识别处理，使得每个机器人具有不同的工作区域，避免出现机器人干涉碰撞的问题。

一种多机器人焊接控制方法，包括多个机器人，所述多个机器人的控制方式包括以下步骤：

获取待焊接件的图像，识别待焊接件的待焊接点；

判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人；

机器人接收其所处区域的焊接点图像并识别焊接点所处于待焊接件的相应位置并对焊接点进行焊接。

进一步的，

所述判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人的步骤还包括：

得到焊接点的数量、待焊接件的图像，并将焊接点分别位于焊接件的图像处进行标记；

将焊接件的图像根据焊接点的标记数量由左至右平均分为若干区域，每个区域具有相同数量的标记，且每个区域的标记不重复；

获取机器人的数量，并获取机器人由左至右的依次顺序；

将机器人和若干区域分别由左至右一次对应。

一种多机器人焊接控制系统，包括多个机器人，还包括以下装置：

图像获取识别装置：获取待焊接件的图像，识别待焊接件的待焊接点；

区域划分装置：判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人；

焊接控制装置：机器人接收其所处区域的焊接点图像并识别焊接点所处于待焊接件的相应位置并对焊接点进行焊接。

进一步的，

所述区域划分装置还包括：

标记模块：用于得到焊接点的数量、待焊接件的图像，并将焊接点分别位于焊接件的图像处进行标记；

标记划分模块：将焊接件的图像根据焊接点的标记数量由左至右平均分为若干区域，每个区域具有相同数量的标记，且每个区域的标记不重复；

区域对应模块：获取机器人的数量，并获取机器人由左至右的依次顺序，将机器人和若干区域分别由左至右依次对应。

进一步的，

所述机器人包括机械臂，机械臂主要包括固定支架、转动关节、连杆一和焊枪；其中，转动关节包含控制臂一和控制臂二，且控制臂一和控制臂二具有相同的机械结构；连杆一包含转动杆一和转动杆二；固定支架1的动力输出端与控制臂一一端连接，控制臂一另一端与转动杆一一端连接，转动杆一另一端与控制臂二一端连接，控制臂二另一端与转动杆二一端连接，转动杆二另一端连接焊枪。固定支架由上固定连接杆、右固定连接杆、左固定连接杆、机械臂驱动电机、后固定支架、前固定支架、前部上端连接杆、前部右端连接杆、前部左端连接杆、固定支架以及电机控制轴组成；后固定支架和前固定支架平行设置，且具有相同的机械结构，均呈等边三角形板状构造，等边三角形板的三个角部分别整体设置有一个安装孔；上固定连接杆、右固定连接杆和左固定连接杆平行设置于后固定支架和前固定支架的上述安装孔中；后固定支架的等边三角形板的中部具有安装机械臂驱动电机的通孔；前固定支架的等边三角形板的中部具有安装固定支架以及电机控制轴的通孔；固定支架以及电机控制轴一端与机械臂驱动电机相连，另一端从前固定支架的等边三角形板的中部通孔中伸出。

进一步的，

控制臂一和控制臂二具有相同的机械结构，均包括机械臂关节后端支架和转动关节前端支架；转动关节后端支架为u型结构，中间段设有转动关节后端支架连接孔，转动关节后端支架连接孔为通孔；转动关节前端支架为封闭的箱体结构，其远离转动关节后端支架的端面上设有转动关节前端支架连接孔，转动关节前端支架连接孔为通孔。

进一步的，

控制臂一和控制臂二均还包括：转动关节大皮带轮、转动关节控制轴、转动关节竖直方向锥齿轮、转动关节水平锥齿轮、转动关节电机支架、转动关节电机、转动关节角度传感器、转动关节小皮带轮、转动关节皮带；其中，转动关节控制轴两端可转动地设置在转动关节后端支架的u型结构的两臂上；转动关节大皮带轮和转动关节竖直方向锥齿轮分别固定安装在转动关节控制轴的左右两端，且均位于转动关节后端支架内；转动关节前端支架与转动关节控制轴固定连接，转动关节前端支架能够随转动关节控制轴转动；转动关节电机支架固定安装在转动关节前端支架内部；转动关节电机支架上开设用于安装转动关节电机的通孔，转动关节电机支架的输出轴伸出该通孔并连接有转动关节水平锥齿轮；转动关节水平锥齿轮与转动关节竖直方向锥齿轮啮合；转动关节角度传感器固定安装在转动关节前端支架内部；转动关节角度传感器的输入轴上固定安装有转动关节小皮带轮；转动关节小皮带轮通过转动关节皮带与转动关节大皮带轮连接。

进一步的，

固定支架以及电机控制轴和控制臂一上的转动关节后端支架连接孔相连，控制臂一上的转动关节前端支架连接孔与机械臂转动杆一相连，转动杆一另一端与控制臂二的转动关节后端支架连接孔相连，控制臂二的转动关节前端支架连接孔与转动杆二一端相连，转动杆二另一端与焊枪相连。固定支架以及电机控制轴端部、转动杆一两端、转动杆二一端具有安装法兰。

进一步的，

所述焊接拘束应力测试装置还包括蓄电池，所述蓄电池分别对所述机械臂驱动电机以及转动关节电机进行供电，所述蓄电池设置有供电电路，所述供电电路包括em3和第一控制单元、第一整流电源、dc/dc转换单元，第二整流单元、充电单元、保护单元，220v交流输入与em3和第一控制单元电连接，em3和第一控制单元与第一整流电源电连接，形成300v左右的直流电压，直流电压输出与dc/dc转换单元电连接，经dc/dc转换单元形成高频交流输出，高频交流输出与第二整流单元电连接，由第二整流单元与充电单元电连接。所述的充电单元与保护单元电连接，保护单元和dc/dc转换单元共同构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路；所述的dc/dc转换单元包括一个调节变压器t2，调节变压器t2有两组次级输出，第一组次级输出通过第二级整流电路后作为供电电路，蓄电池充电使用；另一端与芯片的4端电连接，在第一整流电源的输出正端和芯片的4端串接有稳压管和反相连接的二极管43，稳压管和反相连接的二极管43连接点与第一整流电源的输出正端由电阻r2和电容33串联连接接的阻容回路。

进一步的，

所述保护单元包括光电耦合器、充电回路取样电路，充电回路取样电路是由稳压管、限流电阻r5、电阻r6和光电耦合器的发光管串接构成，充电回路取样电路并接在供电电路的输出端，光电耦合器的光电接收管的发射极与芯片的控制端3端电连接，芯片端与芯片的f端短路连接，连接点与地回路之间并接有电阻r4和电容c7的串接回路，电阻r4和电容c7的串接回路并接一电容c8。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为多机器人焊接控制方法的流程图；

图2为区域划分步骤所包括的流程示意图；

图3为机器人分区域示意图；

图4为机器人的结构示意图；

图5为固定支架的结构示意图；

图6为转动关节的结构示意图。

1、固定支架；11、上固定连接杆；12、左固定连接杆；13、机械臂驱动电机；14、右固定连接杆；15、前部左端连接杆；16、前部右端连接杆；17、固定支架以及电机控制轴；18、前固定支架；19、前部上端连接杆；110、后固定支架；2、转动关节；21、转动关节大皮带轮；22、转动关节控制轴；23、转动关节后端支架；24、转动关节竖直方向锥齿轮；25、转动关节水平锥齿轮；26、转动关节电机支架；27、转动关节电机；28、转动关节角度传感器；29、转动关节小皮带轮；210、转动关节皮带；211、后端支架连接孔；212、转动关节前端支架；213、前端支架连接孔；31、转动杆一；32、转动杆二；4、焊枪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种多机器人焊接控制方法，如图1所示其流程图，包括多个机器人，所述多个机器人的控制方式包括以下步骤：

s1、图像获取识别步骤：获取待焊接件的图像，识别待焊接件的待焊接点；

s2、区域划分步骤：判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人；

s3、焊接控制步骤：机器人接收其所处区域的焊接点图像并识别焊接点所处于待焊接件的相应位置并对焊接点进行焊接。

上述技术步骤的原理及效果在于：

通过图像识别步骤达到获取待焊接件图像并识别待焊接点，并根据待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，然后控制相应的机器人对所处于其焊接区域待焊接件上的焊接点进行焊接处理。

在一个实施例中，所述判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人的步骤还包括：

s11、标记步骤：得到焊接点的数量、待焊接件的图像，并将焊接点分别位于焊接件的图像处进行标记；

s12、标记划分步骤：将焊接件的图像根据焊接点的标记数量由左至右平均分为若干区域，每个区域具有相同数量的标记，且每个区域的标记不重复；

s13、区域对应步骤：获取机器人的数量，并获取机器人由左至右的依次顺序，将机器人和若干区域分别由左至右一次对应。

上述技术步骤的原理及效果在于：

首先对图像进行处理，将焊接点进行标记，然后根据标记的数量将待焊接件由左至右平均分为若干区域，并将每个机器人跟若干区域分别由左至右一次对应，今儿达到使每个机器人都有相同的焊接点，并且对区域进行了划分，使得每个机器人之间工作时不会相互影响。分区域结果可以是如果图3所示。

一种多机器人焊接控制系统，包括多个机器人，还包括以下装置：

图像获取识别装置：获取待焊接件的图像，识别待焊接件的待焊接点；

区域划分装置：判断待焊接件的焊接点的数量，根据所述待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，每个焊接区域分别对应一个机器人；

焊接控制装置：机器人接收其所处区域的焊接点图像并识别焊接点所处于待焊接件的相应位置并对焊接点进行焊接。

上述技术步骤的原理及效果在于：

通过图像识别步骤达到获取待焊接件图像并识别待焊接点，并根据待焊接点的数量将待焊接件平均分为若干焊接区域，然后控制相应的机器人对所处于其焊接区域待焊接件上的焊接点进行焊接处理。

在一个实施例中，所述区域划分装置还包括：

标记模块：用于得到焊接点的数量、待焊接件的图像，并将焊接点分别位于焊接件的图像处进行标记；

标记划分模块：将焊接件的图像根据焊接点的标记数量由左至右平均分为若干区域，每个区域具有相同数量的标记，且每个区域的标记不重复；

区域对应模块：获取机器人的数量，并获取机器人由左至右的依次顺序，将机器人和若干区域分别由左至右依次对应。

上述技术步骤的原理及效果在于：

首先对图像进行处理，将焊接点进行标记，然后根据标记的数量将待焊接件由左至右平均分为若干区域，并将每个机器人跟若干区域分别由左至右一次对应，今儿达到使每个机器人都有相同的焊接点，并且对区域进行了划分，使得每个机器人之间工作时不会相互影响。

在一个实施例中，如图4、图5和图6所示，所述机器人包括机械臂，机械臂主要包括固定支架1、转动关节2、连杆一和焊枪4；其中，转动关节2包含控制臂一和控制臂二，且控制臂一和控制臂二具有相同的机械结构；连杆一包含转动杆一31和转动杆二32；固定支架1的动力输出端与控制臂一一端连接，控制臂一另一端与转动杆一31一端连接，转动杆一31另一端与控制臂二一端连接，控制臂二另一端与转动杆二32一端连接，转动杆二32另一端连接焊枪4。固定支架1由上固定连接杆11、右固定连接杆14、左固定连接杆12、机械臂驱动电机13、后固定支架110、前固定支架18、前部上端连接杆19、前部右端连接杆16、前部左端连接杆15、固定支架以及电机控制轴17组成；后固定支架110和前固定支架18平行设置，且具有相同的机械结构，均呈等边三角形板状构造，等边三角形板的三个角部分别整体设置有一个安装孔；上固定连接杆11、右固定连接杆14和左固定连接杆12平行设置于后固定支架110和前固定支架18的上述安装孔中；后固定支架110的等边三角形板的中部具有安装机械臂驱动电机13)的通孔；前固定支架18的等边三角形板的中部具有安装固定支架以及电机控制轴17的通孔；固定支架以及电机控制轴17一端与机械臂驱动电机13相连，另一端从前固定支架18的等边三角形板的中部通孔中伸出。

上述技术方案的效果及原理在于：

通过固定支架分别对转动关节、连杆一和焊枪进行固定，并通过转动关节以及连杆一分别对焊枪进行控制，带动其进行移动，达到对待焊接件的焊接点进行焊接的目的，由于固定支架的动力输出端与控制臂一一端连接，控制臂一另一端与转动杆一一端连接，转动杆一另一端与控制臂二一端连接，控制臂二另一端与转动杆二一端连接，转动杆二另一端连接焊枪，通过以上方式达到固定支架的动力依次输出控制焊枪进行移动的目的，使焊枪位于相应的焊点处进行焊接。

在一个实施例中，控制臂一和控制臂二具有相同的机械结构，均包括机械臂关节后端支架23和转动关节前端支架212；转动关节后端支架23为u型结构，中间段设有转动关节后端支架连接孔211，转动关节后端支架连接孔211为通孔；转动关节前端支架212为封闭的箱体结构，其远离转动关节后端支架23的端面上设有转动关节前端支架连接孔213，转动关节前端支架连接孔213为通孔。

在一个实施例中，控制臂一和控制臂二均还包括：转动关节大皮带轮21、转动关节控制轴22、转动关节竖直方向锥齿轮24、转动关节水平锥齿轮25、转动关节电机支架26、转动关节电机27、转动关节角度传感器28、转动关节小皮带轮29、转动关节皮带210；其中，转动关节控制轴22两端可转动地设置在转动关节后端支架23的u型结构的两臂上；转动关节大皮带轮21和转动关节竖直方向锥齿轮24分别固定安装在转动关节控制轴22的左右两端，且均位于转动关节后端支架23内；转动关节前端支架212与转动关节控制轴22固定连接，转动关节前端支架212能够随转动关节控制轴22转动；转动关节电机支架26固定安装在转动关节前端支架212内部；转动关节电机支架26上开设用于安装转动关节电机27的通孔，转动关节电机支架26的输出轴伸出该通孔并连接有转动关节水平锥齿轮25；转动关节水平锥齿轮25与转动关节竖直方向锥齿轮24啮合；转动关节角度传感器28固定安装在转动关节前端支架212内部；转动关节角度传感器28的输入轴上固定安装有转动关节小皮带轮29；转动关节小皮带轮29通过转动关节皮带210与转动关节大皮带轮21连接。

上述技术方案的效果及原理在于：

通过转动关节大皮带轮、转动关节控制轴、转动关节竖直方向锥齿轮、转动关节水平锥齿轮、转动关节电机支架、转动关节电机、转动关节角度传感器、转动关节小皮带轮以及转动关节皮带进行相应的啮合传动，达到转动关节电机讲动力分别传递至转动关节水平锥齿轮、转动关节竖直方向锥齿轮并控制转动关节前端支架进行转动的目的。

在一个实施例中，固定支架以及电机控制轴17和控制臂一上的转动关节后端支架连接孔211相连，控制臂一上的转动关节前端支架连接孔213与机械臂转动杆一31相连，转动杆一31另一端与控制臂二的转动关节后端支架连接孔211相连，控制臂二的转动关节前端支架连接孔213与转动杆二32一端相连，转动杆二32另一端与焊枪4相连。固定支架以及电机控制轴17端部、转动杆一31两端、转动杆二32一端具有安装法兰。

在一个实施例中，所述焊接拘束应力测试装置还包括蓄电池，所述蓄电池分别对所述机械臂驱动电机以及转动关节电机进行供电，所述蓄电池设置有供电电路，所述供电电路包括em3和第一控制单元、第一整流电源、dc/dc转换单元，第二整流单元、充电单元、保护单元，220v交流输入与em3和第一控制单元电连接，em3和第一控制单元与第一整流电源电连接，形成300v左右的直流电压，直流电压输出与dc/dc转换单元电连接，经dc/dc转换单元形成高频交流输出，高频交流输出与第二整流单元电连接，由第二整流单元与充电单元电连接。所述的充电单元与保护单元电连接，保护单元和dc/dc转换单元共同构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路；所述的dc/dc转换单元包括一个调节变压器t2，调节变压器t2有两组次级输出，第一组次级输出通过第二级整流电路后作为供电电路，蓄电池充电使用；另一端与芯片的4端电连接，在第一整流电源的输出正端和芯片的4端串接有稳压管和反相连接的二极管43，稳压管和反相连接的二极管43连接点与第一整流电源的输出正端由电阻r2和电容33串联连接接的阻容回路。

所述保护单元包括光电耦合器、充电回路取样电路，充电回路取样电路是由稳压管、限流电阻r5、电阻r6和光电耦合器的发光管串接构成，充电回路取样电路并接在供电电路的输出端，光电耦合器的光电接收管的发射极与芯片的控制端3端电连接，芯片端与芯片的f端短路连接，连接点与地回路之间并接有电阻r4和电容37的串接回路，电阻r4和电容37的串接回路并接一电容38。

上述技术方案的原理及效果在于：

由供电电路负载引起的电流、电压变化或环境引起的电流、电压变化通过光电耦合器反馈到芯片的控制端3，由芯片调节变压器t2的振荡频率达到稳流、稳压的目的。采用光电耦合器反馈由负载引起的电流、电压变化或环境引起的电流、电压变化完全隔离了第一整流单元，在芯片的控制端3与负电源之间有小于10ω的电阻和串接的电解电容，消除控制端3交流电压的影响，而芯片和一个调节变压器t2构成具有过流、过压、过热和欠压保护的供电电路可以输出快速充电所需的电流，在快速充电情况下，能保证充电电流平稳、不受输入电压和环境温度的影响。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。