一种冰箱压机舱管路智能焊接与检漏装置的制作方法

本发明涉及焊接及检漏装置领域，尤其涉及一种冰箱压机舱管路智能焊接与检漏装置。

背景技术：

在家电下乡、以旧换新等国家政策支持下，中国冰箱产量增长尤其迅猛，国内冰箱产能持续扩张。目前，在冰箱总装流程中，冰箱压机舱管路的焊接和焊点检漏主要为人工，尚未实现自动化作业，产线不停线，焊点多，人工操作时间紧，存在许多不稳定因素，容易造成漏焊、质量不合格、漏检、检测不到位等问题，效率低。同时若需满足现有市场需求，还需要增加人工成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了提供一种冰箱压机舱管路智能焊接与检漏装置，提高焊接质量、提高生产效率、降低人工成本。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：冰箱压机舱管路智能焊接与检漏装置，包括焊接系统、检漏系统和用于实时采集生产线运动状态并将生产线运行距离转换成脉冲信号的编码器；编码器设于生产线传送带上；

焊接系统包括第一控制单元和第一传感与执行单元；第一控制单元包括第一工控机、连接于第一工控机的第一plc和第一机械臂控制器，第一plc电连接于第一机械臂控制器；第一传感与执行单元包括第一图像采集触发器、焊接位置图像采集器、第一机械臂触发器、第一机械臂和焊接设备；焊接位置图像采集器和第一机械臂沿生产线传送方向依次设于生产线传动带一侧，第一图像采集触发器与焊接位置图像采集器位置相对应，第一机械臂触发器与第一机械臂位置相对应；焊接设备安装于第一机械臂末端；

第一图像采集触发器电连接于第一plc，焊接位置图像采集器电连接于第一工控机，第一图像采集触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达焊接位置图像采集器位置处时产生焊接位置图像采集触发信号，第一plc将触发信号发送至第一工控机，第一工控机触发焊接位置图像采集器动作；焊接位置图像采集器采集带有焊接位置的工件图像即焊接位置图像并输出至第一工控机；

第一工控机内部设有视觉定位系统，用于对图像中的焊接位置进行识别并坐标系转换，将焊接位置相对于图像坐标系的位置信息转换为焊接位置相对于第一机械臂坐标系的位置信息并传输至第一机械臂控制器；

第一机械臂触发器电连接于第一plc，第一机械臂触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达第一机械臂位置处时产生第一机械臂触发信号通过第一plc传输至第一机械臂控制器控制第一机械臂动作；

第一机械臂控制器用于获取触发信号时根据编码器脉冲信号和焊接位置相对于第一机械臂坐标系的位置信息输出控制第一机械臂运动的控制信号；

第一机械臂电连接于第一机械臂控制器用于按控制信号运动从而带动焊接设备动作；

焊接设备电连接于第一工控机用于获取第一工控机的焊接通断信号完成冰箱压机舱焊接位置的焊接；

检漏系统包括第二控制单元和第二传感与执行单元；第二控制单元包括第二工控机、连接于第二工控机的第二plc和第二机械臂控制器，第二plc电连接于第二机械臂控制器；第二传感与执行单元包括第二图像采集触发器、焊点图像采集器、第二机械臂触发器、第二机械臂和检漏设备；焊点图像采集器和第二机械臂沿生产线传送方向依次设于生产线传动带一侧，第二图像采集触发器与焊点图像采集器位置相对应，第二机械臂触发器与第二机械臂位置相对应；检漏设备安装于第二机械臂末端；

第二图像采集触发器电连接于第二plc，焊点图像采集器电连接于第二工控机，第二图像采集触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达焊点图像采集器位置处时产生焊点图像采集触发信号，第二plc将触发信号发送至第二工控机，第二工控机触发焊点图像采集器动作；焊点图像采集器采集带有焊点位置的工件图像即焊点图像并输出至第二工控机；

第二工控机内部设有视觉定位系统，用于对图像中的焊点进行识别并坐标系转换，将焊点相对于图像坐标系的位置信息转换为焊点相对于第二机械臂坐标系的位置信息并传输至第二机械臂控制器；

第二机械臂触发器电连接于第二plc，第二机械臂触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达第二机械臂位置处时产生第二机械臂触发信号通过第二plc传输至第二机械臂控制器控制第二机械臂动作；

第二机械臂控制器用于获取触发信号时根据编码器脉冲信号和焊点相对于第二机械臂坐标系的位置信息输出控制第二机械臂运动的控制信号；

第二机械臂电连接于第二机械臂控制器用于按控制信号运动从而带动检漏设备动作；

检漏设备电连接于第二工控机用于获取第二工控机的检测通断信号完成冰箱压机舱焊点检测，判断是否出现漏点并将漏点信息反馈至第二工控机。

按以上方案，所述检漏设备电连接于plc；若出现漏点即检漏设备检测到冷媒浓度超过设备预设值，则通过io端口将存在漏点信息反馈给工控机及plc；plc收到漏点信息后通过io端口将该信号置零，防止影响下一焊点的检测。

按以上方案，所述第一执行系统还包括第一扫码枪和设于第一扫码枪对应位置处的第一扫码枪触发器，第一扫码枪和第一扫码枪触发器均电连接于第一plc，第一扫码枪电连接于第一工控机；第一扫码枪触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达第一扫码枪位置处时产生扫码触发信号，第一plc根据扫码触发信号触发第一扫码枪动作；第一扫码枪对冰箱压机舱设备扫码并将采集的设备条码信息输出至第一工控机；所述第二执行系统还包括第二扫码枪和设于第二扫码枪对应位置处的第二扫码枪触发器，第二扫码枪和第二扫码枪触发器均电连接于第二plc，第二扫码枪电连接于第二工控机；第二扫码枪触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达第二扫码枪位置处时产生扫码触发信号，第二plc根据扫码触发信号触发第二扫码枪动作；第二扫码枪对冰箱压机舱设备扫码并将采集的设备条码信息输出至第二工控机；扫码枪实时采集生产线设备的条码信息，进行整理，与焊点图像采集器拍摄图像匹配，保证一致性；工控机将焊点位置信息以及对应的设备条码信息进行整理、保存，并通过rs232、rs485或者以太网等反馈到另设的生产线后台管理系统。

按以上方案，所述焊接设备包括焊接器和连接于焊接器的第一继电器，所述第一继电器电连接于第一工控机；其中，焊接器的焊枪设于机械臂末端，所述第一继电器电连接于焊接器的控制端；所述检漏设备包括检漏仪和连接于检漏仪的第二继电器，所述第二继电器电连接于第二工控机；其中，检漏仪的检漏头设于机械臂末端，所述第二继电器电连接于检漏仪的控制端。

按以上方案，所述第一继电器与焊接器的控制开关并联，第二继电器与检漏仪的控制开关并联，实现手动控制和电动控制两种控制方式。

按以上方案，所述第一传感与执行单元还包括用于在焊接位置图像采集器动作时对设备进行照射的第一光源，第一光源电连接于第一plc；第二传感与执行单元还包括用于在焊点图像采集器动作时对设备进行照射的第二光源，第二光源电连接于第二plc；光源由图像采集触发器触发。

按以上方案，所述第一图像采集触发器、第一机械臂触发器、第一扫码枪触发器、第二图像采集触发器、第二机械臂触发器和第二扫码枪触发器均为光电传感器，具有精度高、反应快、非接触等优点。

按以上方案，所述第一工控机和第二工控机均为超恩股份有限公司生产的工控机，型号为rcs-9000fgtx1080；所述第一plc和第二plc的型号均为西门子smart。

按以上方案，所述第一机械臂控制器和第二机械臂控制器由安川公司生产，型号为ycr1000。

按以上方案，所述焊接器采用青岛同日机械电子有限公司生产的trhf-kv-ⅲ高频感应钎焊机；所述检漏仪采用德国inficonprotecp3000氦吸枪检漏仪。

本发明具有如下有益效果：本发明通过焊接位置图像采集器对生产线上的冰箱压机舱焊接位置进行采集拍摄并上传至第一工控机，第一工控机通过内部通用的现有视觉定位系统与第一机械臂控制相结合，实现焊接设备对焊接位置的焊接，有效避免了因漏焊等原因引起的返工情况；通过焊点图像采集器对生产线上的冰箱压机舱焊点进行采集拍摄并上传至第二工控机，第二工控机通过内部通用的现有视觉定位系统与第二机械臂控制相结合，实现检漏设备对焊点的检漏，有效避免了因漏检等原因引起的货品不合格即出厂等情况，本发明识别定位准确、检漏设备操作规范，有效减少漏检率，同时提高的生产效率；自动化生产、稳定性高，同时提高的生产效率，减少了劳动成本；进一步的，通过第一机械臂控制器和编码器使第一机械臂运动与生产线运动相结合，以保证第一机械臂运动与生产线处于相对静止的状态，通过第二机械臂控制器和编码器使第二机械臂运动与生产线运动相结合，以保证第二机械臂运动与生产线处于相对静止的状态，从而达到不停线作业，进一步提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例整体结构框图；

图2为本实施例俯视结构示意图；

图3为本实施例整体结构示意图；

图4为本实施例中焊接系统的工作流程图；

图5为本实施例中检漏系统的工作流程图。

附图标记：

1、焊接系统；101、第一工控机；102、第一plc；103、第一机械臂控制器；104、第一图像采集触发器；105、焊接位置图像采集器；106、第一机械臂触发器；107、第一机械臂；108、焊接设备；108a、焊枪；109、第一扫码枪；110、第一扫码枪触发器；111、第一光源；

2、检漏系统；201、第二工控机；202、第二plc；203、第二机械臂控制器；204、第二图像采集触发器；205、焊点图像采集器；206、第二机械臂触发器；207、第二机械臂；208、检漏设备；208a、吸枪探头；209、第二扫码枪；210、第二扫码枪触发器；211、第二光源；

3、编码器；

4、生产线传送带；

5、冰箱压机舱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

请参考图1至图5，本发明为一种冰箱压机舱管路智能焊接与检漏装置，用于对生产线上的冰箱压机舱5管路进行焊接及对已焊接的焊点进行检漏；其包括焊接系统1、检漏系统2和编码器3，焊接系统1和检漏系统2均沿生产线传送带4的传输方向依次设置，焊接系统1先对生产线传送带4上的冰箱压机舱5管路进行焊接，检漏系统2再对焊接后的冰箱压机舱5焊点进行检漏；编码器3用于实时采集生产线运动状态并将生产线运行距离转换成脉冲信号使机械臂运动与生产线处于相对静止的状态；编码器3设于生产线传送带4上。

焊接系统1包括第一控制单元和第一传感与执行单元；第一控制单元包括第一工控机101、电连接于第一工控机101的第一plc102和第一机械臂控制器103，plc102电连接于第一机械臂控制器103；第一传感与执行单元包括第一图像采集触发器104、焊接位置图像采集器105、第一机械臂触发器106、第一机械臂107、焊接设备108、第一扫码枪109、第一扫码枪触发器110和第一光源111。

第一扫码枪109、焊接位置图像采集器105和第一机械臂107沿生产线传送方向依次设于生产线传送带4一侧，第一扫码枪触发器110与第一扫码枪109位置相对应，第一图像采集触发器104与焊接位置图像采集器105位置相对应，第一机械臂触发器106与第一机械臂107位置相对应，焊接设备108安装于第一机械臂107末端。

第一图像采集触发器104电连接于第一plc102，焊接位置图像采集器105电连接于第一工控机101；第一图像采集触发器104用于检测到冰箱压机舱5设备到达焊接位置图像采集器105位置处时产生焊接位置图像采集触发信号，第一plc102将触发信号发送至第一工控机101，第一工控机101触发焊接位置图像采集器105动作；焊接位置图像采集器105动作时实时拍摄生产线上带有焊接位置的工件图像即焊接位置图像并输出至工控机；本实施例中，第一图像采集触发器104为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器；焊接位置图像采集器105采用大恒mer-503-20gx型号的工业相机，第一plc102的型号为西门子smart。焊接位置图像采集器105两侧还设有电连接于第一plc102的第一光源111，用于在焊接位置图像采集器105采集图像时对冰箱压机舱5进行照射。

焊接位置图像采集器105、第一光源111、第一扫码枪109以及第一机械臂107分别都有相匹配的光电传感器，第一plc102负责收集光电传感器的信号，判断生产线上工件对于焊接位置图像采集器105、第一光源111、第一扫码枪109以及第一机械臂107的相对位置，用于节奏控制，控制第一光源111的开关，相机的拍照，第一扫码枪109扫码等动作。

第一工控机101内部设有现有的视觉定位系统，用于对图像中的焊接位置进行识别并坐标系转换，将焊接位置相对于图像坐标系的位置信息转换为焊接位置相对于第一机械臂107坐标系的位置信息并传输至第一机械臂控制器103；本实施例中，第一工控机101为超恩股份有限公司生产的工控机，型号为rcs-9000fgtx1080；第一工控机101内部的视觉定位系统为行业通用，在此不做赘述。第一工控机101还设有现有的用于操作人员对系统进行相关操作的人机交互界面和用于实现工控机和另设的上位机中生产线后台管理系统之间数据传输的接口。

第一扫码枪109和第一扫码枪触发器110均电连接于第一plc102，第一扫码枪109电连接于第一工控机101；第一扫码枪触发器110用于检测到冰箱压机舱5设备到达第一扫码枪109位置处时产生扫码触发信号，第一plc102根据扫码触发信号触发第一扫码枪109动作；第一扫码枪109对冰箱压机舱5扫码并将采集的设备条码信息输出至第一工控机101；第一扫码枪109实时采集冰箱压机舱5设备的条码信息，进行整理，与工业相机拍摄图像匹配，保证一致性；第一工控机101将焊接位置信息以及对应的设备条码信息进行整理、保存，并通过rs232、rs485或者以太网等反馈到另设的生产线后台管理系统实现数据反馈。本实施例中，第一扫码枪触发器110为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

第一机械臂控制器103负责第一plc102的触发命令，接收第一工控机101的命令及负责控制第一机械臂107运动，第一机械臂控制器103针对需要执行的任务，内部预设有通用的机械臂运动主程序，并且开通以太网，以便第一工控机101对第一机械臂107进行控制以及读取主程序、更改主程序中的任务点等，以保证机械臂执行程序的任务点与生产线工件的焊接位置保持一致；第一机械臂控制器103获取触发信号时根据脉冲信号和焊接位置相对于第一机械臂107坐标系的位置信息输出控制第一机械臂107运动的控制信号。第一机械臂107电连接于第一机械臂控制器103用于按控制信号运动从而带动焊接设备108动作；本实施例中，第一机械臂控制器103采用的是安川ycr1000，第一机械臂107为安川gp7。

第一机械臂触发器106电连接于第一plc102，第一机械臂触发器106用于检测到冰箱压机舱5设备到达第一机械臂107位置处时产生第一机械臂107触发信号通过第一plc102反馈给第一机械臂控制器103，第一机械臂控制器103开始执行触发命令之后的主程序，未触发时一直处于等待状态；同时对编码器3脉冲值进行更新，从零开始重新统计，以保证第一机械臂107完成跟踪；本实施例中，第一机械臂触发器106为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

编码器3安装于生产线上用于实时采集生产线运动状态并将生产线运行距离转换成脉冲信号发送至第一机械臂控制器103，同时第一机械臂控制器103中，主程序为随动程序，以保证第一机械臂107运动与生产线处于相对静止的状态；本实施例中，编码器3的型号为德国sickdbs36e-s3ak01000。

焊接设备108电连接于第一工控机101用于获取第一工控机101的焊接通断信号完成冰箱压机舱5焊接位置的焊接。焊接设备108包括焊接器和连接于焊接器的第一继电器，第一继电器电连接于第一工控机101；焊接器的焊枪108a设于第一机械臂107末端，焊接器负责对焊接位置进行焊接，完成冰箱压机舱5焊接位置焊接工作；因焊接器为手动工具，对焊接器进行线路改造，手动开关的工作原理为通断两种模式，将手动控制开关并联一个中间继电器，由第一工控机101i/o板卡控制中间继电器的通断，以实现第一工控机101控制焊接器的目的。在手动控制开关并联继电器，实现了手动和电动两种控制方式；本实施例中，焊接设备108采用青岛同日机械电子有限公司生产的trhf-kv-ⅲ高频感应钎焊机；继电器采用欧姆龙中间继电器，型号为ly4n-j。

检漏系统2包括第二控制单元和第二传感与执行单元；第二控制单元包括第二工控机201、电连接于第二工控机201的第二plc202和第二机械臂控制器203，第二plc202电连接于第二机械臂控制器203；第二传感与执行单元包括第二图像采集触发器204、焊点图像采集器205、第二机械臂触发器206、第二机械臂207、检漏设备208、第二扫码枪209、第二扫码枪触发器210和第二光源211。

第二扫码枪209、焊点图像采集器205和第二机械臂207沿生产线传送方向依次设于生产线传送带4一侧，第二图像采集触发器204与焊点图像采集器205位置相对应，第二扫码枪触发器210与第二扫码枪209位置相对应，第二机械臂触发器206与第二机械臂207位置相对应；检漏设备208的吸枪探头208a安装于第二机械臂207末端。

第二图像采集触发器204电连接于第二plc202，焊点图像采集器205电连接于第二工控机201；第二图像采集触发器204用于检测到冰箱压机舱5设备到达焊点图像采集器205位置处时产生焊点图像采集触发信号，第二plc202将触发信号发送至第二工控机202，第二工控机201触发焊点图像采集器205动作；焊点图像采集器205动作时实时拍摄生产线上带有焊点位置的工件图像即焊点图像并输出至第二工控机201；本实施例中，第二图像采集触发器204为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器；焊点图像采集器205采用大恒mer-503-20gx型号的工业相机，第二plc202的型号为西门子smart。焊点图像采集器205两侧还设有电连接于第二plc202的第二光源211，用于在焊点图像采集器205采集图像时对冰箱压机舱5进行照射。

焊点图像采集器205、第二光源211、第二扫码枪209以及第二机械臂207分别都有相匹配的光电传感器，第二plc202负责收集光电传感器的信号，判断生产线上工件对于焊点图像采集器205、第二光源211、第二扫码枪209以及第二机械臂207的相对位置，用于节奏控制，控制第二光源211的开关，相机的拍照，第二扫码枪209扫码等动作。

第二工控机201内部设有现有的视觉定位系统，用于对图像中的焊点进行识别并坐标系转换，将焊点相对于图像坐标系的位置信息转换为焊点相对于第二机械臂207坐标系的位置信息并传输至第二机械臂控制器203；本实施例中，第二工控机201为超恩股份有限公司生产的工控机，型号为rcs-9000fgtx1080；第二工控机201内部的视觉定位系统为行业通用，在此不做赘述。第二工控机201还设有现有的用于操作人员对系统进行相关操作的人机交互界面和用于实现工控机和另设的上位机中生产线后台管理系统之间数据传输的接口。

第二扫码枪209和第二扫码枪触发器210均电连接于第二plc202，第二扫码枪209电连接于第二工控机201；第二扫码枪触发器210用于检测到冰箱压机舱5设备到达第二扫码枪209位置处时产生扫码触发信号，第二plc202根据扫码触发信号触发第二扫码枪209动作；第二扫码枪209对冰箱压机舱5扫码并将采集的设备条码信息输出至第二工控机201；第二扫码枪209实时采集冰箱压机舱5设备的条码信息，进行整理，与工业相机拍摄图像匹配，保证一致性；第二工控机201将焊点位置信息以及对应的设备条码信息进行整理、保存，并通过rs232、rs485或者以太网等反馈到另设的生产线后台管理系统实现数据反馈。本实施例中，第二扫码枪触发器210为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

第二机械臂控制器203负责接收第二plc202的触发命令，接收第二工控机201的命令及负责控制第二机械臂207运动，第二机械臂控制器203针对需要执行的任务，内部预设有通用的机械臂运动主程序，并且开通以太网，以便工控机对机械臂进行控制以及读取主程序、更改主程序中的任务点等，以保证第二机械臂207执行程序的任务点与生产线工件的焊点位置保持一致；第二机械臂控制器203获取触发信号时根据脉冲信号和焊点相对于第二机械臂207坐标系的位置信息输出控制第二机械臂207运动的控制信号。第二机械臂207电连接于第二机械臂控制器203用于按控制信号运动从而带动检漏设备208动作；本实施例中，第二机械臂控制器203采用的是安川ycr1000，机械臂为安川gp7。

第二机械臂触发器206电连接于第二plc202，第二机械臂触发器206用于检测到冰箱压机舱5设备到达第二机械臂207位置处时产生第二机械臂207触发信号通过第二plc202反馈给第二机械臂控制器203，第二机械臂控制器203开始执行触发命令之后的主程序，未触发时一直处于等待状态；同时对编码器3脉冲值进行更新，从零开始重新统计，以保证第二机械臂207完成跟踪；本实施例中，第二机械臂触发器206为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

编码器3安装于生产线上用于实时采集生产线运动状态并将生产线运行距离转换成脉冲信号发送至第二机械臂控制器203，同时第二机械臂控制器203中，主程序为随动程序，以保证第二机械臂207运动与生产线处于相对静止的状态；

检漏设备208电连接于第二工控机201用于获取第二工控机201的检测通断信号完成冰箱压机舱5焊点的检测，判断是否出现漏点并将漏点信息反馈至第二工控机201；检漏设备208还电连接于第二plc202；若出现漏点即检漏设备208检测到冷媒浓度超过设备预设值，则通过io端口将存在漏点信息反馈给第二工控机201及第二plc202；第二plc202收到漏点信息后通过io端口将该信号置零，防止影响下一焊点的检测。检漏设备208包括检漏仪和连接于检漏仪的第二继电器，第二继电器电连接于第二工控机201；检漏仪的检漏头设于第二机械臂207末端，第二继电器电连接于检漏仪的控制端；，负责对焊点进行检漏，完成冰箱压机舱5焊点检漏工作；因检漏仪为手动工具，对检漏仪进行线路改造，手动开关的工作原理为通断两种模式，将手动控制开关并联一个中间继电器，由第二工控机201i/o板卡控制中间继电器的通断，以实现第二工控机201控制检漏仪的目的。在手动控制开关并联继电器，实现了手动和电动两种控制方式；本实施例中，检漏仪采用德国inficonprotecp3000氦吸枪检漏仪；第二继电器采用欧姆龙中间继电器，型号为ly4n-j。

参阅图4和图5，本实施例中焊接系统1的工作流程为：第一扫码枪109扫描条形码；工业相机采集压机舱图像并上传至第一工控机101，第一通过视觉定位系统获取焊接位置的坐标信息后更新主程序任务点；当冰箱压机舱5运行至第一机械臂触发器106位置，第一plc102触发第一机械臂控制器103控制第一机械臂107携带焊接设备108动作，完成焊接位置焊接后第一机械臂107复位，第一工控机101保存并反馈工作信息至另设的生产线后台管理系统；

焊接系统1工作完成后，检漏系统2进行工作；

本实施例中检漏系统2工作流程为：第二扫码枪209扫描条形码；工业相机采集压机舱图像并上传至第二工控机201，第二工控机201通过视觉定位系统获取焊点位置的坐标信息后更新主程序任务点；当冰箱压机舱5运行至第二机械臂触发器206位置，第二plc202触发第二机械臂控制器203控制第二机械臂207携带检漏设备208动作，完成焊点检漏检测后第二机械臂207复位，第二工控机201保存并反馈工作信息至另设的生产线后台管理系统。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。