管道环形激光切割工业机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于机器人技术领域，具体为一种管道环形激光切割工业机器人。
【背景技术】
[0002]工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。工业机器人是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。
[0003]1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，1959年第一台工业机器人在美国诞生，该工业机器人借助伺服技术控制机器人的关节，实现类似于人手的动作，现有的机器人差不多也采用这种控制方式，只是控制更复杂和精确。
[0004]工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、切割、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。而现在随着中国人口红利的逐渐下降，企业用工成本不断上涨，工业机器人迎来了新的发展机遇。
[0005]激光切割是利用聚焦后的激光束作为主要热源的热切割方法，具有速度快、精度高、切口宽度窄、切口表面粗糙度好、清洁安全无污染的优点，在工业切割生产方面有着较为广泛的应用。激光切割工业机器人是采用激光切割技术对被加工件进行自动化切割的设备。日前，市场上的激光切割工业机器人主要由控制器和激光发生器组成，控制器按照人工编制好的程序，实现对激光发生器的空间多自由度控制，激光发生器产生激光束对固定不动的被加工件进行切割。上述的现有激光切割工业机器人结构简单，但只能根据预先定义的命令控制被控机器人的运动状态，不能对实际生产环境及被加工产品的状态进行现场控制，特别是对管道环形切割不具备自适应调整能力，智能化、自动化程度不高。
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术不足，本实用新型提供一种管道环形激光切割工业机器人。
[0007]本实用新型所采用的技术方案是:一种管道环形激光切割工业机器人，包括行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器、控制系统;所述行走机构可以吸附在管通上并在管道表面上行走;所述多自由度机械手安装在行走机构上;所述激光发生器由多自由度机械手夹持;所述视觉传感器安装在行走机构上;所述控制系统包括手持编程示教器和控制器，手持编程示教器与控制器通信连接，控制器与行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器相连接。
[0008]进一步，所述行走机构包括车体、四个永磁车轮、传动机构、驱动电机，其中四个永磁车轮安装在车体下方，驱动电机通过传动机构带动永磁车轮转动。
[0009]进一步，所述视觉传感器为C⑶摄像机。
[0010]进一步，所述手持式编程示教器包括中央处理器、键盘、显示器和第一通信接口，其中中央处理器分别与键盘、显示器和第一通信接口连接。
[0011]进一步，所述控制器包括微处理器、存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器，其中微处理器分别与存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器连接。
[0012]本实用新型有益效果是:通过永磁车轮可贴附在管道表面平稳运行进行对管道切害J，并且车轮的运动取决于控制系统源于视觉传感器采集的切割管道信息的分析判断，同时通过控制系统指令多自由度机械手在空间多个自由度上的运动，并指令激光发生器完成切割。在整个工作过程中，视觉传感器采集到被加工件的图形信息和特征信息，这些信息经控制系统处理后，得到实际生产环境及产品状态，如果实际生产环境及产品状态与原设计的存储生产环境及产品状态不一致，操作者通过手持编程示教器可以随意编制需要的控制程序，从而灵活的实现对被控机器人的多样化控制。本实用新型通过视觉传感器及控制系统的协同工作，实现了激光切割机器人对实际生产环境及被加工产品的状态进行现场控制，智能化、自动化程度高。
【附图说明】
[0013]如图1是本实用新型结构框图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0015]—种管道环形激光切割工业机器人，包括行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器、控制系统;所述行走机构可以吸附在管通上并在管道表面上行走;所述多自由度机械手安装在行走机构上;所述激光发生器由多自由度机械手夹持;所述视觉传感器安装在行走机构上;所述控制系统包括手持编程示教器和控制器，手持编程示教器与控制器通信连接，控制器与行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器相连接。
[0016]进一步，所述行走机构包括车体、四个永磁车轮、传动机构、驱动电机，其中四个永磁车轮安装在车体下方，驱动电机通过传动机构带动永磁车轮转动。
[0017]进一步，所述视觉传感器为(XD摄像机。
[0018]进一步，所述手持式编程示教器包括中央处理器、键盘、显示器和第一通信接口，其中中央处理器分别与键盘、显示器和第一通信接口连接。
[0019]进一步，所述控制器包括微处理器、存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器，其中微处理器分别与存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器连接。
【主权项】
1.一种管道环形激光切割工业机器人，其特征是:该机器人包括行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器、控制系统;所述行走机构可以吸附在管通上并在管道表面上行走;所述多自由度机械手安装在行走机构上;所述激光发生器由多自由度机械手夹持；所述视觉传感器安装在行走机构上;所述控制系统包括手持编程示教器和控制器，手持编程示教器与控制器通信连接，控制器与行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器相连接。2.根据权利要求1所述一种管道环形激光切割工业机器人，其特征是:所述行走机构包括车体、四个永磁车轮、传动机构、驱动电机，其中四个永磁车轮安装在车体下方，驱动电机通过传动机构带动永磁车轮转动。3.根据权利要求1所述一种管道环形激光切割工业机器人，其特征是:所述视觉传感器为C⑶摄像机。4.根据权利要求1所述一种管道环形激光切割工业机器人，其特征是:所述手持式编程示教器包括中央处理器、键盘、显示器和第一通信接口，其中中央处理器分别与键盘、显示器和第一通信接口连接。5.根据权利要求1所述一种管道环形激光切割工业机器人，其特征是:所述控制器包括微处理器、存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器，其中微处理器分别与存储器、第二通信接口、定时器、I/O接口和FPGA协处理器连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种管道环形激光切割工业机器人，包括行走机构、多自由度机械手、激光发生器、视觉传感器、控制系统，行走机构通过永磁车轮可贴附在管道表面平稳运行进行对管道切割，并且车轮的运动取决于控制系统源于视觉传感器采集的切割管道信息的分析判断，同时通过控制系统指令多自由度机械手在空间多个自由度上的运动，并指令激光发生器完成切割。操作者通过手持编程示教器可以随意编制需要的控制程序，从而灵活的实现对被控机器人的多样化控制。本实用新型通过视觉传感器及控制系统的协同工作，实现了激光切割机器人对实际生产环境及被加工产品的状态进行现场控制，智能化、自动化程度高。
【IPC分类】B23K26/70, B23K26/38, B23K26/08
【公开号】CN205342238
【申请号】CN201620137310
【发明人】张艳霞, 李东辉, 王登峰, 鲁明, 高功臣
【申请人】张艳霞
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年2月17日