一种双机器人协同焊接及检测装置控制系统的制作方法

本发明涉及一种焊接及检测系统，尤其涉及一种双机器人协同焊接及检测装置控制系统，是用于工件自动焊接加工及焊后质量检测的全自动控制系统。

背景技术：

履带齿轮盘是大型履带式工程车辆的关键零件，一般作为履带式行走系的驱动轮使用。履带齿轮盘的加工质量(加工精度、耐磨损性)直接影响车辆的运动性能。为提高齿轮盘的耐磨性，通常需要在齿形的啮合处堆焊上一层耐磨金属材料。

目前，企业主要采用熔化极气体保护焊工艺对齿轮盘的齿形表面实施堆焊。常用的加工方式有两种，一种是人工手动堆焊，另一种是由焊接机器人和变位机组成的焊接工作站实施自动堆焊。手动堆焊时，工人要将齿轮盘装夹到专用夹具上，手持焊枪对工件实施焊接操作；自动堆焊时，工人要先将工件装夹到变位机上，再操作示教器由机器人和变位机对工件实施协同堆焊作业。堆焊作业结束后，必须等工件冷却下来才能将其从专用夹具或变位机上取下。由于堆焊精度较低，堆焊好的齿轮盘还需由工人对其进行打磨，以确保最终齿形满足图纸要求。

可见，目前的齿轮盘齿形堆焊方式还存在以下缺陷：1、对于人工手动焊接方式，工件焊接质量不稳定，受人为因素影响大，工人工作环境恶劣，工作强度大；2、对于基于焊接工作站的自动堆焊方式，虽实现了一定程度的自动化，但仍需人工上下料，设备利用率低，产品堆焊质量有一定程度的提高，但仍需打磨；3、最终产品质量依赖人工打磨技巧，受人为因素影响大，而打磨工序工作环境恶劣，招工困难且人力成本高。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提供了一种双机器人协同焊接及检测装置控制系统，可以实现履带齿轮盘的自动上料、双机器人协同焊接、焊接质量在线检测以及成品的分仓码垛。

本发明采用的技术方案如下：

本发明包括固定料仓、搬运机器人机构、焊接机器人机构、视觉检测装置和移动料仓；固定料仓、移动料仓、焊接机器人机构和视觉检测装置均放置在搬运机器人机构的周围；固定料仓设置在上料工位，焊接机器人机构放置在焊接工位，视觉检测装置设置在检测工位，移动料仓设置在下料工位。

固定料仓用于上料，搬运机器人机构将履带齿轮盘从固定料仓先搬运到焊接机器人机构处进行焊接，再搬运到视觉检测装置处进行焊接质量的检测，最后搬运到移动料仓。

所述的固定料仓包括气动控制柜、固定料仓架、夹紧气缸、夹紧块、夹紧气缸座、定位气缸、工件检测开关和定位销；固定料仓架上安装有主要由夹紧气缸、夹紧块、夹紧气缸座、定位气缸、工件检测开关和定位销组成的工件定位组件，气动控制柜固定设置在固定料仓架上，气动控制柜通过气路分别连接夹紧气缸和定位气缸；工件检测开关安装在固定料仓架上的侧部，用于检测固定料仓架上履带齿轮盘的有无；夹紧气缸通过夹紧气缸座安装于固定料仓架上的一侧，夹紧气缸的气缸杆端连接夹紧块，夹紧块夹紧至履带齿轮盘的齿面上；定位气缸安装在固定料仓架另一侧，定位气缸的气缸杆端连接用于套装在履带齿轮盘上工艺孔中的定位销，定位销与履带齿轮盘上的工艺孔配合；定位气缸和夹紧气缸均连接到含有定位气缸电磁阀和夹紧气缸电磁阀的控制气路中。定位气缸磁性开关安装在定位气缸上，夹紧气缸磁性开关安装在夹紧气缸上面。

所述的搬运机器人机构包括搬运机器人、搬运机器人控制柜、安装法兰、手爪气缸和夹爪；搬运机器人末端安装有安装法兰，安装法兰末端安装有手爪气缸，手爪气缸的气缸杆端连接有三个用于履带齿轮盘装夹的夹爪；搬运机器人控制柜放置在搬运机器人侧方，搬运机器人控制柜连接搬运机器人并控制运动；手爪气缸连接到含有手爪气缸电磁阀、手爪气缸压力传感器和焊接气体电气比例阀的控制气路中。手爪气缸磁性开关安装在手爪气缸上面。

所述的焊接机器人机构包括清枪器、焊接机器人、焊枪、激光寻位传感器、防碰撞传感器、焊接电源、送丝机和焊接机器人控制柜；焊接机器人末端设置有焊枪、防碰撞传感器和激光寻位传感器，焊接电源、送丝机、清枪器和焊接机器人控制柜均放置在焊接机器人侧方，焊接机器人控制柜连接焊接机器人并控制运动；送丝机通过管道与焊枪连接；焊枪连接的焊接气管上设置有用于检测焊接气体压力的焊接气体压力传感器和用于控制焊接气体压力的焊接气体电气比例阀。

所述的移动料仓包括传感器支架、对射式光电传感器、滑动挡板、料仓底座和垫块；料仓底座顶面沿周向间隔均布有用于衬垫在履带齿轮盘工件底面的垫块，垫块外周围设置有用于限位履带齿轮盘工件下料位置的滑动挡板，两个对射的对射式光电传感器通过传感器支架安装在料仓底座的两侧方。

所述的视觉检测装置包括遮光罩、检测系统支架、滑台座、滚珠丝杠副、滑台、工业相机、镜头、背光源以及图像处理软件；图像处理软件设置于智能控制系统上；滑台座水平固定在检测系统支架，滑台通过滚珠丝杠副安装于滑台座上，使得滑台在滑台座上水平移动；镜头和工业相机均安装在滑台上，镜头和工业相机连接，镜头前方设置有背光源，背光源与检测系统支架固定连接，镜头和背光源之间区域为履带齿轮盘的焊接质量检测区域；遮光罩设置在检测系统支架外周围使得罩内部形成黑箱，并在焊接质量检测区域下方留有工件进入的开口。

本发明还包括分别与焊接机器人机构、视觉检测装置和搬运机器人机构连接的智能控制系统，智能控制系统包括工业控制计算机、pc数字量输入模块、pc数字量输出模块、pc模拟量输入模块、pc模拟量输出模块、搬运机器人控制器、搬运数字量输入模块、搬运数字量输出模块、焊接机器人控制器、焊接机器人、焊接数字量输入模块、焊接数字量输出模块。

工业控制计算机通过ethercat总线分别与pc数字量输入模块、pc数字量输出模块、pc模拟量输入模块和pc模拟量输出模块连接，pc数字量输入模块分别与对射式光电传感器、定位气缸磁性开关、夹紧气缸磁性开关和工件检测开关连接，pc数字量输出模块通过继电器模组分别与夹紧气缸电磁阀和定位气缸电磁阀连接，pc模拟量输入模块通过信号转换模块分别与焊接气体压力传感器、手爪气缸压力传感器连接，pc模拟量输出模块分别与焊接气体电气比例阀、手爪气缸电气比例阀连接。

工业控制计算机通过ethernet总线与视觉检测装置的工业相机连接，工业控制计算机与搬运机器人控制器通过ethercat总线连接，所述搬运机器人控制器与搬运机器人通过总线连接，搬运机器人控制器通过ethercat总线分别与搬运数字量输入模块、搬运数字量输出模块连接，搬运数字量输入模块与手爪气缸磁性开关连接，搬运数字量输出模块通过继电器与手爪气缸电磁阀连接。

所述工业控制计算机与焊接机器人控制器通过ethercat总线连接，所述焊接机器人控制器与焊接机器人连接，焊接机器人控制器通过ethercat总线分别与焊接数字量输入模块、焊接数字量输出模块连接，焊接数字量输入模块分别与焊接电源、送丝机、防碰撞传感器、激光寻位传感器连接，所述焊接数字量输出模块分别与焊接电源、送丝机连接。

所述工业控制计算机通过pc数字量输入模块读取对射式光电传感器、定位气缸磁性开关、夹紧气缸磁性开关、工件检测开关的信号，分别对应检测当前的合格料仓和不合格料仓是否就位、定位气缸和夹紧气缸的当前状态以及料仓上是否有料。

所述工业控制计算机通过pc数字量输出模块、继电器模组给夹紧气缸电磁阀、定位气缸电磁阀发送信号，所述工业控制计算机分别通过夹紧气缸电磁阀和定位气缸电磁阀控制夹紧气缸和定位气缸对料仓上工件进行定位。所述工业控制计算机通过pc模拟量输入模块经信号转换模块读取焊接气体压力传感器检测的焊接气体压力值和手爪气缸压力传感器检测的手爪气缸压力值，同时，工业控制计算机通过pc模拟量输出模块传递控制信号给焊接气体电气比例阀和手爪气缸电气比例阀分别调节焊接气体压力及手爪气缸压力，使焊接气体压力及手爪气缸压力处于范围内。

所述工业控制计算机与搬运机器人控制器进行数据交换，所述搬运机器人控制器与搬运机器人进行信号交互，所述搬运机器人控制器通过搬运数字量输入模块读取手爪气缸磁性开关信号，获得当前手爪气缸的状态信息；所述搬运机器人控制器通过搬运数字量输出模块经继电器控制手爪气缸电磁阀信号通断，进而控制手爪气缸运行。

所述工业控制计算机与焊接机器人控制器进行信号交互，所述焊接机器人控制器与焊接机器人进行信号交互，所述焊接机器人控制器通过焊接数字量输入模块分别读取防碰撞传感器、激光寻位传感器、焊接电源、送丝机的信号。

所述焊接机器人控制器通过焊接数字量输出模块分别发送信号给焊接电源和送丝机。

设置有四个所述固定料仓，每个固定料仓具有一个夹紧气缸和一个定位气缸，因此具有四个夹紧气缸和定位气缸，所述的控制气路包括气源模块、与搬运机器人机构中手爪气缸连接的手爪气缸模块以及分别与四个固定料仓中气缸连接的第一料仓模块、第二料仓模块、第三料仓模块和第四料仓模块；

所述气源模块包括气源、过滤器、气罐和气动三联件，气源通过气管依次与过滤器、气罐、气动三联件连接，气动三联件经过第一减压阀调压后分别与第一料仓模块、第二料仓模块连接，气动三联件经过第二减压阀调压后分别与第三料仓模块、第四料仓模块连接，气动三联件与手爪气缸模块通过气路连接。

所述手爪气缸模块包括手爪气缸电气比例阀、手爪气缸压力传感器、手爪气缸电磁阀和手爪气缸，气动三联件与手爪气缸电气比例阀通过气路连接，手爪气缸电气比例阀与手爪气缸压力传感器通过气路连接，手爪气缸压力传感器与手爪气缸电磁阀通过气路连接，手爪气缸电磁阀与手爪气缸通过气路连接。

所述第一料仓模块包括第一定位气缸电磁阀和第一夹紧气缸电磁阀，第一减压阀分别与第一定位气缸电磁阀、第一夹紧气缸电磁阀通过气路连接，第一定位气缸电磁阀与第一个固定料仓中的第一定位气缸通过气路连接，第一夹紧气缸电磁阀与第一个固定料仓中的第一夹紧气缸通过气路连接。

所述第二料仓模块包括第二定位气缸电磁阀和第二夹紧气缸电磁阀，第一减压阀分别与第二定位气缸电磁阀、第二夹紧气缸电磁阀通过气路连接，第二定位气缸电磁阀与第二个固定料仓中的第二定位气缸通过气路连接，第二夹紧气缸电磁阀与第二个固定料仓中的第二夹紧气缸通过气路连接。

所述第三料仓模块包括第三定位气缸电磁阀和第三夹紧气缸电磁阀，第二减压阀分别与第三定位气缸电磁阀、第三夹紧气缸电磁阀通过气路连接，第三定位气缸电磁阀与第三个固定料仓中的第三定位气缸通过气路连接，第三夹紧气缸电磁阀与第三个固定料仓中的第三夹紧气缸通过气路连接。

所述第四料仓模块包括第四定位气缸电磁阀和第四夹紧气缸电磁阀，第二减压阀分别与第四定位气缸电磁阀、第四夹紧气缸电磁阀通过气路连接，第四定位气缸电磁阀与第四个固定料仓中的第四定位气缸通过气路连接，第四夹紧气缸电磁阀与第四个固定料仓中的第四夹紧气缸通过气路连接。

气动三联件是包括空气过滤器、减压阀和油雾器。

所述的夹爪末端设置有用于连接履带齿轮盘内孔壁的弹簧钢片。

所述的移动料仓至少设置两个，一个移动料仓用于放置检测合格的齿轮盘，另一个移动料仓用于放置检测不合格的齿轮盘。

本发明集成先进焊接工艺、机器人协同焊接技术、智能视觉检测技术、基于pc的软plc控制技术等新技术，针对齿轮盘的焊接加工以及视觉检测环节，研制高效、高精度、智能化、柔性化的履带齿轮盘机器人自动堆焊及视觉检测装置。本发明能实现齿轮盘的自动上料、双机器人协同焊接、焊接质量检测以及成品的分仓码垛，系统高度集成化、智能化。

本发明的有益效果是：

1、本发明实现了履带齿轮盘的自动上料、双机器人协同焊接、焊接质量在线检测以及成品的分仓码垛等功能，设备自动化程度高，全程不需要人工干预，焊接质量一致性高。

2、本发明配备激光寻位系统和双机器人协同控制系统，焊接精度高，加工柔性好。焊接过程中先对工件进行激光扫描，根据检测的信息智能修正机器人运动路径，然后焊接机器人和搬运机器人协同动作，完成工件堆焊操作。

3、本发明配备视觉检测系统，对焊后齿形实施质量检测，智能化程度高，能保存历史检测数据，也能根据齿形检测结果对工件进行分仓码垛，若检测结果异常系统立即报警，待人工处理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为固定料仓的结构示意图；

图3为搬运机器人机构的示意图；

图4为焊接机器人机构的示意图；

图5为视觉检测装置的示意图；

图6为移动料仓的结构示意图；

图7为本发明智能控制系统的电路原理连接框图；

图8为本发明的控制气路原理图；

图9为本发明智能控制模块的控制流程图。

图中：固定料仓100、气动控制柜101、固定料仓架102、夹紧气缸103、夹紧块104、夹紧气缸座105、定位气缸106、工件检测开关107、定位销108；搬运机器人机构200、搬运机器人201、搬运机器人控制柜202、安装法兰203、手爪气缸204、夹爪205、弹簧钢片206；焊接机器人机构300、清枪器301、焊接机器人302、焊枪303、激光寻位传感器304、焊接电源305、送丝机306、焊接机器人控制柜307；智能控制系统400；视觉检测装置500、遮光罩501、检测系统支架502、滑台座503、滚珠丝杠副504、滑台505、工业相机506、镜头507、背光源508；移动料仓600、传感器支架601、对射式光电传感器602、滑动挡板603、料仓底座604、垫块605。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如附图1所示，本发明具体实施的包括四个固定料仓100、搬运机器人机构200、智能控制系统400、焊接机器人机构300、视觉检测装置500和两个移动料仓600；四个固定料仓100、两个移动料仓600、焊接机器人机构300和视觉检测装置500均放置在搬运机器人机构200的周围。固定料仓100设置在上料工位，每个固定料仓100具有一个夹紧气缸和一个定位气缸，因此具有四个夹紧气缸和定位气缸。焊接机器人机构300放置在焊接工位，视觉检测装置500设置在检测工位，移动料仓600设置在下料工位，智能控制系统400分别与焊接机器人机构300、视觉检测装置500和搬运机器人机构200连接。

如附图2所示，固定料仓100包括气动控制柜101、固定料仓架102、夹紧气缸103、夹紧块104、夹紧气缸座105、定位气缸106、工件检测开关107和定位销108；固定料仓架102上安装有主要由夹紧气缸103、夹紧块104、夹紧气缸座105、定位气缸106、工件检测开关107和定位销108组成的工件定位组件，气动控制柜101固定设置在固定料仓架102上，气动控制柜101分别连接夹紧气缸103和定位气缸106，用于夹紧气缸103和定位气缸106的控制；工件检测开关107安装在固定料仓架102上的侧部，用于检测固定料仓架102上履带齿轮盘的有无；夹紧气缸103通过夹紧气缸座105安装于固定料仓架102上的一侧，夹紧气缸103的气缸杆端连接夹紧块104，夹紧块104装夹到履带齿轮盘的齿面上，用于对履带齿轮盘进行位置调整和定位；定位气缸106安装在固定料仓架102另一侧，定位气缸106的气缸杆端连接用于套装在履带齿轮盘上工艺孔中的定位销108，定位销108与履带齿轮盘上的工艺孔配合；定位气缸106和夹紧气缸103均连接到含有定位气缸电磁阀和夹紧气缸电磁阀的控制气路，由控制气路检测气缸并控制气缸。定位气缸磁性开关安装在定位气缸106上，用于检测定位气缸106运动状态，并通过pc数字量输入模块将定位气缸106运动状态发送给工业控制计算机；夹紧气缸磁性开关安装在夹紧气缸103上面，用于检测夹紧气缸103运动状态，并通过pc数字量输入模块将夹紧气缸103运动状态发送给工业控制计算机；工业控制计算机通过pc数字量输出模块将控制信号发送给继电器模组，分别控制定位气缸电磁阀和夹紧气缸电磁阀开闭，以实现定位气缸106和夹紧气缸103运动。

如附图3所示，搬运机器人机构200包括搬运机器人201、搬运机器人控制柜202、安装法兰203、手爪气缸204和夹爪205；搬运机器人201末端安装有安装法兰203，安装法兰204末端安装有手爪气缸204，手爪气缸204的气缸杆端连接有三个用于履带齿轮盘装夹的夹爪205；搬运机器人控制柜202放置在搬运机器人201侧方，搬运机器人控制柜202连接搬运机器人201并控制运动，夹爪205末端设置有用于连接履带齿轮盘内孔壁的弹簧钢片206。手爪气缸204连接到含有手爪气缸电磁阀、手爪气缸压力传感器和焊接气体电气比例阀的控制气路，由控制气路检测气缸并控制气缸。手爪气缸磁性开关安装在手爪气缸204上面，用于检测手爪气缸204运动状态，并通过搬运数字量输入模块将手爪气缸204运动状态发送给搬运机器人控制器；搬运机器人控制器由搬运数字量输出模块将控制信号通过继电器控制手爪气缸电磁阀开闭，以实现手爪气缸204运动。

如附图4所示，焊接机器人机构300包括清枪器301、焊接机器人302、焊枪303、激光寻位传感器304、防碰撞传感器、焊接电源305、送丝机306和焊接机器人控制柜307；焊接机器人302末端设置有焊枪303、防碰撞传感器和激光寻位传感器304，焊接电源305、送丝机306、清枪器301和焊接机器人控制柜307均放置在焊接机器人302侧方，焊接机器人控制柜307连接焊接机器人302并控制运动；送丝机306通过管道与焊枪303连接，用于将焊接丝输送到焊枪303，焊接电源305对送丝机306进行供电。焊枪303连接的焊接气管上设置有用于检测焊接气体压力的焊接气体压力传感器和用于控制焊接气体压力的焊接气体电气比例阀。

如附图6所示，两个移动料仓600，一个移动料仓600用于放置检测合格的齿轮盘，另一个移动料仓600用于放置检测不合格的齿轮盘。两个移动料仓600均包括传感器支架601、对射式光电传感器602、滑动挡板603、料仓底座604和垫块605；料仓底座604顶面沿周向间隔均布有用于衬垫在履带齿轮盘工件底面的垫块605，垫块605外周围设置有用于限位履带齿轮盘工件下料位置的滑动挡板603，滑动挡板603在料仓底座604上的位置可以调节；两个对射的对射式光电传感器602通过传感器支架601安装在料仓底座604的两侧方，位于料仓底座604附近，用于检测移动料仓600有无到位。

如附图5所示，视觉检测装置500包括遮光罩501、检测系统支架502、滑台座503、滚珠丝杠副504、滑台505、工业相机506、镜头507、背光源508以及图像处理软件；图像处理软件设置于智能控制系统400上；检测系统支架502作为视觉检测装置500的支撑主体，滑台座503水平固定在检测系统支架502，滑台505通过滚珠丝杠副504安装于滑台座503上，使得滑台505在滑台座503上水平移动；镜头507和工业相机506均安装在滑台505上，镜头507和工业相机506连接，镜头507前方设置有背光源508，背光源508与检测系统支架502固定连接，镜头507和背光源508之间区域为履带齿轮盘的焊接质量检测区域；遮光罩501设置在检测系统支架502外周围使得罩内部形成黑箱，并在焊接质量检测区域下方留有工件履带齿轮盘进入的开口。通过搬运机器人将履带齿轮盘工件从开口进入搬运到焊接质量检测区域中，背光源508发光，通过工业相机506采集工件每一齿位的图像，再进一步通过图像处理检测焊接质量。

如附图8所示，控制气路包括气源模块1、与搬运机器人机构200中气爪连接的手爪气缸模块8以及分别与四个固定料仓100中气缸连接的第一料仓模块3、第二料仓模块4、第三料仓模块6和第四料仓模块7。

气源模块1包括气源11、过滤器12、气罐13和气动三联件14，气源11通过气管依次与过滤器12、气罐13、气动三联件14连接，气动三联件14经第一减压阀2后分别与第一料仓模块3、第二料仓模块4连接，气动三联件14经第二减压阀5后分别与第三料仓模块6、第四料仓模块7连接，气动三联件14与手爪气缸模块8通过气路连接。

手爪气缸模块8包括手爪气缸电气比例阀81、手爪气缸压力传感器82、手爪气缸电磁阀83和手爪气缸84，气动三联件14与手爪气缸电气比例阀81通过气路连接，手爪气缸电气比例阀81与手爪气缸压力传感器82通过气路连接，手爪气缸压力传感器82与手爪气缸电磁阀83通过气路连接，手爪气缸电磁阀83与手爪气缸84通过气路连接。

第一料仓模块3包括第一定位气缸电磁阀31和第一夹紧气缸电磁阀33，第一减压阀2分别与第一定位气缸电磁阀31、第一夹紧气缸电磁阀33通过气路连接，第一定位气缸电磁阀31与第一个固定料仓中的第一定位气缸32通过气路连接，第一夹紧气缸电磁阀33与第一个固定料仓中的第一夹紧气缸34通过气路连接。

第二料仓模块4包括第二定位气缸电磁阀41和第二夹紧气缸电磁阀43，第一减压阀2分别与第二定位气缸电磁阀41、第二夹紧气缸电磁阀43通过气路连接，第二定位气缸电磁阀41与第二个固定料仓中的第二定位气缸42通过气路连接，第二夹紧气缸电磁阀43与第二个固定料仓中的第二夹紧气缸44通过气路连接。

第三料仓模块6包括第三定位气缸电磁阀61和第三夹紧气缸电磁阀63，第二减压阀5分别与第三定位气缸电磁阀61、第三夹紧气缸电磁阀63通过气路连接，第三定位气缸电磁阀61与第三个固定料仓中的第三定位气缸62通过气路连接，第三夹紧气缸电磁阀63与第三个固定料仓中的第三夹紧气缸64通过气路连接。

第四料仓模块7包括第四定位气缸电磁阀71和第四夹紧气缸电磁阀73，第二减压阀5分别与第四定位气缸电磁阀71、第四夹紧气缸电磁阀73通过气路连接，第四定位气缸电磁阀71与第四个固定料仓中的第四定位气缸72通过气路连接，第四夹紧气缸电磁阀73与第四个固定料仓中的第四夹紧气缸74通过气路连接。

如附图7所示，智能控制系统400包括工业控制计算机、pc数字量输入模块、pc数字量输出模块、pc模拟量输入模块、pc模拟量输出模块、搬运机器人控制器、搬运数字量输入模块、搬运数字量输出模块、焊接机器人控制器、焊接机器人、焊接数字量输入模块、焊接数字量输出模块：

工业控制计算机通过ethercat总线分别与pc数字量输入模块、pc数字量输出模块、pc模拟量输入模块和pc模拟量输出模块连接，pc数字量输入模块分别与对射式光电传感器、定位气缸磁性开关、夹紧气缸磁性开关和工件检测开关连接，pc数字量输出模块通过继电器模组分别与夹紧气缸电磁阀和定位气缸电磁阀连接，pc模拟量输入模块通过信号转换模块分别与焊接气体压力传感器、手爪气缸压力传感器连接，pc模拟量输出模块分别与焊接气体电气比例阀、手爪气缸电气比例阀连接。

工业控制计算机通过pc数字量输入模块读取对射式光电传感器、定位气缸磁性开关、夹紧气缸磁性开关、工件检测开关的信号，分别对应检测当前的合格料仓和不合格料仓是否就位、定位气缸和夹紧气缸的当前状态以及料仓上是否有料。对射式光电传感用于检测合格料仓和不合格料仓是否就位，定位气缸磁性开关、夹紧气缸磁性开关用于检测定位气缸和夹紧气缸的当前状态，工件检测开关的信号用于检测料仓上是否有料。

工业控制计算机通过pc数字量输出模块、继电器模组给夹紧气缸电磁阀、定位气缸电磁阀发送信号，工业控制计算机分别通过夹紧气缸电磁阀和定位气缸电磁阀控制夹紧气缸和定位气缸对料仓上工件进行定位。

所述工业控制计算机通过pc模拟量输入模块经信号转换模块读取焊接气体压力传感器检测的焊接气体压力值和手爪气缸压力传感器检测的手爪气缸压力值，同时，工业控制计算机通过pc模拟量输出模块传递控制信号给焊接气体电气比例阀和手爪气缸电气比例阀分别调节焊接气体压力及手爪气缸压力，使焊接气体压力及手爪气缸压力处于范围内。

工业控制计算机通过ethernet总线与视觉检测装置的工业相机连接，工业控制计算机与搬运机器人控制器通过ethercat总线连接，搬运机器人控制器与搬运机器人通过总线连接，搬运机器人控制器通过ethercat总线分别与搬运数字量输入模块、搬运数字量输出模块连接，搬运数字量输入模块与手爪气缸磁性开关连接，搬运数字量输出模块通过继电器与手爪气缸电磁阀连接。

工业控制计算机与搬运机器人控制器进行数据交换，搬运机器人控制器与搬运机器人进行信号交互，搬运机器人控制器通过搬运数字量输入模块读取手爪气缸磁性开关信号，获得当前手爪气缸的状态信息；搬运机器人控制器通过搬运数字量输出模块经继电器控制手爪气缸电磁阀信号通断，进而控制手爪气缸运行。

工业控制计算机与焊接机器人控制器通过ethercat总线连接，焊接机器人控制器与焊接机器人连接，焊接机器人控制器通过ethercat总线分别与焊接数字量输入模块、焊接数字量输出模块连接，焊接数字量输入模块分别与焊接电源、送丝机、防碰撞传感器、激光寻位传感器连接，焊接数字量输出模块分别与焊接电源、送丝机连接。焊接数字量输入模块将控制信号发送到焊接电源和送丝机，焊接电源、送丝机的工序完成信号反馈到焊接数字量输出模块。

工业控制计算机与焊接机器人控制器进行信号交互，焊接机器人控制器与焊接机器人进行信号交互，焊接机器人控制器通过焊接数字量输入模块分别读取防碰撞传感器、激光寻位传感器、焊接电源、送丝机的信号。防碰撞传感器当焊枪发生碰撞时，将信号发送给焊接机器人控制器，焊接机器人控制器控制焊接机器人停止运行；激光寻位传感器安装在焊接机器人末端，焊接前，通过激光寻位传感器对工件进行寻位，纠正焊接机器人焊接位置。

焊接机器人控制器通过焊接数字量输出模块分别发送信号给焊接电源和送丝机。当焊接机器人移动至焊接位置后，焊接机器人控制器发送信号至焊接电源和送丝机，开始焊接和送丝。焊接完成后，焊接机器人控制器发送信号至焊接电源和送丝机，停止焊接和送丝。

本发明的协同焊接和检测工作过程包括以下步骤：

1、将齿轮盘放置在固定料仓100上，操作气动控制柜101上的按钮，控制固定料仓100上的夹紧气缸103和定位气缸106动作，完成齿轮盘定位；

2、操作智能控制系统400人机界面上按钮，整套系统进入自动运行阶段；

3、搬运机器人201运行至上料工位，装夹固定料仓100上定位好的齿轮盘，将齿轮盘搬运至焊接工位；

4、搬运机器人201和焊接机器人302协同完成齿轮盘的堆焊加工；焊接机器人302先用激光寻位传感器304对齿轮盘加工表面进行扫描，焊接机器人302根据激光寻位传感器304的信息修正焊接轨迹，然后再沿修正后的轨迹进行焊接；搬运机器人201在加工过程中负责齿轮盘变位；焊接完成后，焊接机器人302回原位；

5、搬运机器人201将加工完成的齿轮盘搬运至检测工位，通过视觉检测装置500检测齿轮盘的焊接质量；

具体实施采用计算机智能图像识别的在线检测，通过实物定位检测与数字模型配准方式，采集并处理零件焊接质量信息，能够快速、准确地检测出零件焊接质量缺陷。

6、搬运机器人201根据视觉检测装置500检测的信息对齿轮盘进行分仓码垛；质量检测合格的齿轮盘码垛在一个移动料仓600里，质量检测不合格的齿轮盘码垛在另一个移动料仓600里；

7、设备运行过程中，智能控制系统400负责整套设备总控，并显示设备加工状态。

智能控制系统400的过程如附图9所示，首先启动开始初始化，然后：

1)检测焊接气体压力是否正常，不在设置的范围内，调整焊接气体电气比例阀，调节焊接气体压力直到正常；

2)检测手爪气缸压力是否正常，不在设置的范围内，调整手爪气缸电气比例阀，调节手爪气缸压力直到正常；

3)检测料仓是否有料，没料的情况下，报警提醒放料，直到检测到有料，报警停止；

4)然后搬运机器人执行上料工序，上料工序完成后，焊接机器人执行焊接工序；

5)焊接工序完成后，视觉检测装置检测加工质量是否合格。

6)工业相机拍下当前工件的轮廓，将数据传输至视觉检测装置，进行图像数据比对，判断出该工件是否合格；

7)若工件合格，搬运机器人将工件放入合格料仓，若工件不合格，搬运机器人将工件放入不合格料仓。