一种冰箱压机舱管路智能焊接装置的制作方法

本实用新型涉及焊接装置领域，尤其涉及一种冰箱压机舱管路智能焊接装置。

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，冰箱压机舱管路焊接主要为人工焊接，尚未实现自动化作业，存在许多不稳定因素，容易造成漏焊、焊接失败等问题，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：

本实用新型的目的是为了提供一种冰箱压机舱管路智能焊接装置，有效避免了因漏焊原因引起的返工情况，提高生产效率，降低人工成本。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：冰箱压机舱管路智能焊接装置，包括控制系统包括工控机、电连接于工控机的plc和机械臂控制器，plc电连接于机械臂控制器；

传感与执行系统包括图像采集触发器、焊接位置图像采集器、机械臂触发器、机械臂、编码器和焊接设备；焊接位置图像采集器和机械臂沿生产线传送方向依次设于生产线传动带一侧，图像采集触发器与焊接位置图像采集器位置相对应，机械臂触发器与机械臂位置相对应；编码器设于生产线传动带上，焊接设备安装于机械臂末端；

图像采集触发器电连接于plc，焊接位置图像采集器电连接于工控机，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，plc将触发信号发送给工控机，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工控机；

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机械臂坐标系的位置信息并传输至机械臂控制器；

机械臂触发器电连接于plc，机械臂触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达机械臂位置处时产生机械臂触发信号通过plc传输至机械臂控制器控制机械臂动作；

编码器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机械臂控制器使机械臂运动与生产线处于相对静止的状态；

机械臂控制器用于获取触发信号时根据脉冲信号和焊接位置相对于机械臂坐标系的位置信息输出控制机械臂运动的控制信号；

机械臂电连接于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；

焊接设备电连接于工控机用于获取工控机的焊接通断信号完成冰箱压机舱焊接位置的焊接。

按以上方案，所述传感与执行系统还包括扫码枪和设于扫码枪对应位置处的扫码枪触发器，扫码枪和扫码枪触发器均电连接于plc，扫码枪电连接于工控机；扫码枪触发器用于检测到冰箱压机舱设备到达扫码枪位置处时产生扫码触发信号，plc根据扫码触发信号触发扫码枪动作；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，与焊接位置图像采集器拍摄图像匹配，保证一致性；工控机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。

按以上方案，所述焊接设备包括焊接器和连接于焊接器的继电器，所述继电器电连接于工控机；其中，焊接器的焊枪设于机械臂末端，所述继电器电连接于焊接器的控制端。

按以上方案，所述继电器与焊接器的控制开关并联，实现手动控制和电动控制两种控制方式。

按以上方案，所述传感与执行系统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光源；所述光源电连接于plc。

按以上方案，所述图像采集触发器、机械臂触发器和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，所述工控机为超恩股份有限公司生产的工控机，型号为rcs-9000fgtx1080。

按以上方案，所述机械臂控制器由安川公司生产，型号为ycr1000。

按以上方案，所述plc的型号为西门子smart。

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。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过焊接位置图像采集器对生产线上的冰箱压机舱管路焊接位置进行采集拍摄并上传至工控机，工控机通过内部通用的现有视觉定位系统与机械臂控制相结合，实现焊接设备对焊接位置的焊接，自动化生产、稳定性高、有效避免了因漏焊等原因引起的返工情况，同时提高的生产效率，减少了劳动成本；进一步的，通过机械臂控制器和编码器使机械臂运动与生产线运动相结合，以保证机械臂运动与生产线处于相对静止的状态，达到不停线作业，进一步提高了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型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一；

图4为本实施例整体结构示意图二；

图5为本实施例的工作流程图。

附图标记：1、工控机；2、plc；3、机械臂控制器；4、图像采集触发器；5、焊接位置图像采集器；6、机械臂触发器；7、机械臂；8、编码器；9、焊接设备；901、焊枪；902、焊接器；10、扫码枪；11、扫码枪触发器；12、光源；13、生产线；14、冰箱压机舱。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、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实用新型作进一步详细说明。

请参考图1至图5，本实用新型为一种冰箱压机舱管路智能焊接装置，用于对生产线13上的冰箱压机舱14管路焊接位置进行焊接；智能焊接装置包括控制系统和传感与执行系统；控制系统包括工控机1、连接于工控机1的plc2和机械臂控制器3，plc2电连接于机械臂控制器3；传感与执行系统包括图像采集触发器4、焊接位置图像采集器5、机械臂触发器6、机械臂7、编码器8、焊接设备9、扫码枪10、扫码枪触发器11和光源12。

焊接位置图像采集器5、扫码枪10和机械臂7沿生产线13传送方向依次设于生产线13传动带一侧，图像采集触发器4与焊接位置图像采集器5位置相对应，扫码枪触发器11与扫码枪10位置相对应，机械臂触发器6与机械臂7位置相对应；编码器8设于生产线13传动带上，焊接设备9安装于机械臂7末端。

图像采集触发器4电连接于plc2，焊接位置图像采集器5电连接于工控机1；图像采集触发器4用于检测到冰箱压机舱14设备到达焊接位置图像采集器5位置处时产生焊接位置图像采集触发信号，plc2将触发信号发送给工控机1，工控机1触发焊接位置图像采集器5动作；焊接位置图像采集器5动作时实时拍摄生产线13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1；本实施例中，图像采集触发器4为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器；焊接位置图像采集器5采用大恒mer-503-20gx型号的工业相机，plc2的型号为西门子smart。焊接位置图像采集器5两侧还设有电连接于plc2的光源12，用于在焊接位置图像采集器5采集图像时对冰箱压机舱14进行照射。

焊接位置图像采集器5、光源12、扫码枪10以及机械臂7分别都有相匹配的光电传感器，plc2负责收集光电传感器的信号，判断生产线13上工件对于焊接位置图像采集器5、光源12、扫码枪10以及机械臂7的相对位置，用于节奏控制，控制光源12的开关，相机的拍照，扫码枪10扫码等动作。

工控机1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机械臂7坐标系的位置信息并传输至机械臂控制器3；本实施例中，工控机1为超恩股份有限公司生产的工控机1，型号为rcs-9000fgtx1080；工控机1内部的视觉定位系统为行业通用，在此不做赘述。工控机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。

扫码枪10和扫码枪触发器11均电连接于plc2，扫码枪10电连接于工控机1；扫码枪触发器11用于检测到冰箱压机舱14设备到达扫码枪10位置处时产生扫码触发信号，plc2根据扫码触发信号触发扫码枪10动作；扫码枪10对冰箱压机舱14扫码并将采集的设备条码信息输出至工控机1；扫码枪10实时采集冰箱压机舱14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；工控机1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13后台管理系统实现数据反馈。本实施例中，扫码枪触发器11为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

机械臂控制器3负责接收plc2的触发信号，接收工控机1的命令及负责控制机械臂7运动，机械臂控制器3针对需要执行的任务，内部预设有通用的机械臂7运动主程序，并且开通以太网，以便工控机1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，以保证机械臂执行程序的任务点与生产线13工件的焊接位置保持一致；机械臂控制器3获取触发信号时根据脉冲信号和焊接位置相对于机械臂7坐标系的位置信息输出控制机械臂7运动的控制信号。机械臂7电连接于机械臂控制器3用于按控制信号运动从而带动焊接设备9动作；本实施例中，机械臂控制器3采用的是安川ycr1000，机械臂7为安川gp7。

机械臂触发器6电连接于plc2，机械臂触发器6用于检测到冰箱压机舱14设备到达机械臂7位置处时产生机械臂7触发信号通过plc2反馈给机械臂控制器3，机械臂控制器3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8脉冲值进行更新，从零开始重新统计，以保证机械臂完成跟踪；本实施例中，机械臂触发器6为德国sickhse18l-n4a5ba型号的光电传感器。

编码器8安装于生产线13上用于实时采集生产线13运动状态并将生产线13运行距离转换成脉冲信号发送至机械臂控制器3，同时机械臂控制器3中，主程序为随动程序，以保证机械臂7运动与生产线13处于相对静止的状态；本实施例中，编码器8的型号为德国sickdbs36e-s3ak01000。

焊接设备9电连接于工控机1用于获取工控机1的焊接通断信号完成冰箱压机舱14焊接位置的焊接。焊接设备9包括焊接器和连接于焊接器的继电器，继电器电连接于工控机1；焊接器包括焊接器902和电连接于焊接器902的焊枪901，焊枪901设于机械臂7末端，焊接器负责对焊接位置进行焊接，完成冰箱压机舱14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，由工控机1i/o板卡控制中间继电器的通断，以实现工控机1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9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。

本实用新型实施例的工作流程为：工业相机采集压机舱图像并上传至工控机1，工控机1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；扫码枪10扫描条形码；当冰箱压机舱14运行至机械臂触发器6位置，plc2触发机械臂控制器3，机械臂控制器3控制机械臂7携带焊接设备9动作，完成焊接位置焊接后机械臂7复位，工控机1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实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。