一种焊接机器人适应修正控制系统及方法与流程

1.本发明涉及焊接机器人技术领域，具体是一种焊接机器人适应修正控制系统及方法。


背景技术：

2.在现有技术中，通过多关节自由度的机械臂完成自动焊接在大型设备的加工过程中已经非常的常见，具体用焊接机器人焊接时，是把工件放在变位机上，由焊接机器人的机械臂带动焊枪，变位机配合机械臂运动，最终完成焊接。
3.现有的焊接机器人虽然设置有机器视觉系统，从而对焊接件的焊缝进行定位和追踪，但现有的焊接机器人大多是单独的寻位器进行寻位，且多个焊接机器人分开作业，当需要对大型工件进行焊接时，需要使用流水线进行逐步焊接，虽然焊接效率仍然较高，但多个焊接机器人在相互配合时，对应每个焊接机器人的机器视觉单独作业，焊接机器人的焊接存在一定的偏差，而多个焊接机器人流水线作业时会将焊接偏差放大，易导致焊接的成品合格率下降，且难以进行修正。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种焊接机器人适应修正控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.本发明的技术方案是：一种焊接机器人适应修正控制系统，包括安装于立柱悬臂下端的弧焊机器人，立柱悬臂上安装有用于驱使弧焊机器人移动的驱动组件，立柱悬臂下端设置有供立柱悬臂滑动的地轨，立柱悬臂和弧焊机器人均设置有多个，多个立柱悬臂和多个弧焊机器人一一对应，多个弧焊机器人上均安装有信息获取模块，其中一个立柱悬臂一侧安装有信息处理模块和控制模块，多个信息获取模块与信息处理模块和控制模块均适配，信息获取模块包括第一信息获取单元和第二信息获取单元，信息处理模块包括信息接收单元和信息处理单元，信息接收单元与第一信息获取单元和第二信息获取单元均电性连接，信息处理单元与信息接收单元电性连接，信息处理单元包括第一处理芯片、第二处理芯片和第三处理芯片，第一处理芯片和第二处理芯片均与信息接收单元电性连接，第三处理芯片与第一处理芯片和第二处理芯片均电性连接，第三处理芯片与控制模块电性连接，控制模块与驱动组件电性连接。
6.优选的，第一信息获取单元与立柱悬臂下端固定，第一信息获取单元用于获取待焊接工件的图像信息，第一处理芯片用于处理第一信息获取单元获取的图像信息。
7.优选的，第二信息获取单元与弧焊机器人一侧下部固定，第二信息获取单元用于获取待焊接工件的焊缝三维坐标信息，第二处理芯片用于处理第二信息获取单元获取的数据信息。
8.优选的，第一信息获取单元是摄像头，摄像头一侧与立柱悬臂固定，摄像头与信息接收单元电性连接。
9.优选的，第二信息获取单元是激光焊缝跟踪器，激光焊缝跟踪器一侧与弧焊机器人一侧固定，激光焊缝跟踪器与信息接收单元电性连接。
10.优选的，立柱悬臂一侧安装有控制柜，信息处理模块和控制模块均搭载于控制柜上，控制柜与摄像头、激光焊缝跟踪器、驱动组件以及弧焊机器人均电性连接。
11.优选的，控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，第一控制单元与驱动组件电性连接，第二控制单元与弧焊机器人电性连接，第三控制单元与摄像头和激光焊缝跟踪器均电性连接。
12.一种焊接机器人适应修正控制方法，适用于上述焊接机器人适应修正控制系统，包括以下步骤：
13.s1、通过信息获取模块获取待焊接工件的焊缝信息，并将焊缝信息传输至信息处理模块；
14.s2、采用信息处理模块对信息获取模块获取的焊缝信息进行处理，并将处理后的焊缝信息传输至控制模块；
15.s3、控制模块控制驱动组件驱使弧焊机器人进行移动，同时使用控制模块控制弧焊机器人进行焊接作业。
16.优选的，s1主要包括：
17.s11、采用摄像头对待焊接工件进行图像信息采集；
18.s12、采用激光焊缝跟踪器对待焊接工件的焊缝三维坐标信息进行采集；
19.s13、将采集到的图像信息和焊缝三维坐标信息传输至信息接收单元中；
20.s2主要包括：
21.s21、采用第一处理芯片对s11中采集到的图像信息进行处理，具体的，将待焊接工件的表面图像与预设焊轨进行对比，通过计算得到与待焊接工件表面图像适配的焊轨信息；
22.s22、采用第二处理芯片对s12中采集到的焊缝三维坐标信息与预设焊轨进行对比，通过计算得到与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨信息；
23.s23、采用第三处理芯片对s21和s22的处理结果进行计算处理，得到即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨信息；
24.s24、将即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨信息输送至控制模块。
25.优选的，s3主要包括：
26.s31、通过第一控制单元控制驱动组件启闭并带动弧焊机器人沿即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨进行移动；
27.s32、在进行s31的同时通过第二控制单元控制弧焊机器人启闭，使得弧焊机器人进行焊接作业；
28.s33、在进行s31和s32的同时通过第三控制单元控制摄像头和激光焊缝跟踪器的启闭，使得摄像头和激光焊缝跟踪器继续执行s11和s12。
29.本发明通过改进在此提供一种焊接机器人适应修正控制系统及方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
30.一、本发明通过控制模块控制驱动组件启闭，从而使得多个弧焊机器人沿焊轨信
息移动，同时控制模块控制弧焊机器人启动，完成相应的焊接作业，通过多个信息获取模块即可获取待焊接工件的多个焊缝信息，同时在预设多个相对应的焊轨信息，即可通过该焊接机器人适应修正控制系统实现多个弧焊机器人同时进行多层多道的焊接作业，提高弧焊机器人的焊接效率，相较于流水线式的焊接生产，效率更高，且焊接精度更高，焊接的产品合格率更高；
31.二、本发明通过第一信息获取单元和第二信息获取单元获取待焊接工件的焊缝信息，并将焊缝信息传输至信息接收单元，信息处理单元对焊缝信息与预设的焊轨信息进行对比计算从而计算出符合待焊接工件焊缝的焊轨信息，并将处理后的焊轨信息传输至控制模块中，采用双信息获取单元和多处理芯片对待焊接工件的焊缝信息进行计算处理，得到的焊轨信息更加精确，从而提高自动化焊接作业的焊接精度。
附图说明
32.下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释：
33.图1是本发明的整体立体结构示意图；
34.图2是本发明的立柱悬臂和弧焊机器人立体结构示意图；
35.图3是本发明的修正控制系统整体结构框图；
36.图4是本发明的修正控制系统详细结构框图；
37.图5是本发明的修正控制方法流程图；
38.图6是本发明的修正控制方法详细流程图。
39.附图标记说明：
40.1、地轨；2、立柱悬臂；201、立柱；202、横臂；203、竖臂；204、第一拖链；205、第二拖链；206、断电保险闸；3、弧焊机器人；4、焊接变位机；5、焊接台；6、导轨；7、控制柜；8、摄像头；9、激光焊缝跟踪器。
具体实施方式
41.下面对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明通过改进在此提供一种焊接机器人适应修正控制系统及方法，本发明的技术方案包括焊接机器人适应修正控制系统和焊接机器人适应修正控制方法两个部分，具体是：
43.如图1-图4所示，一种焊接机器人适应修正控制系统，包括安装于立柱悬臂2下端的弧焊机器人3，立柱悬臂2上安装有用于驱使弧焊机器人3移动的驱动组件，立柱悬臂2下端设置有供立柱悬臂2滑动的地轨1，立柱悬臂2和弧焊机器人3均设置有多个，多个立柱悬臂2和多个弧焊机器人3一一对应，多个弧焊机器人3上均安装有信息获取模块，其中一个立柱悬臂2一侧安装有信息处理模块和控制模块，多个信息获取模块与信息处理模块和控制模块均适配，信息获取模块包括第一信息获取单元和第二信息获取单元，信息处理模块包括信息接收单元和信息处理单元，信息处理模块内通过预设有需要焊接的焊轨信息，信息
接收单元与第一信息获取单元和第二信息获取单元均电性连接，信息处理单元与信息接收单元电性连接，信息处理单元包括第一处理芯片、第二处理芯片和第三处理芯片，第一处理芯片和第二处理芯片均与信息接收单元电性连接，第三处理芯片与第一处理芯片和第二处理芯片均电性连接，第三处理芯片与控制模块电性连接，控制模块与驱动组件电性连接。
44.基于上述方案，通过第一信息获取单元和第二信息获取单元获取待焊接工件的焊缝信息，并将焊缝信息传输至信息接收单元，信息处理单元对焊缝信息与预设的焊轨信息进行对比计算从而计算出符合待焊接工件焊缝的焊轨信息，具体的，通过第一处理芯片对第一信息获取单元获取的待焊接工件焊缝信息q与预设焊轨信息进行对比计算处理，得到与第一信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息q适配的焊轨信息q，通过第二处理芯片对第二信息获取单元获取的待焊接工件焊缝信息w与预设焊轨信息进行对比计算处理，得到与第二信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息w适配的焊轨信息w，之后通过第三处理芯片对第一处理芯片得到的焊轨信息q和第二处理芯片得到的焊轨信息w进行对比计算处理，最终得到即与第一信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息q适配又与第二信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息w适配的焊轨信息e，并将处理后的焊轨信息e传输至控制模块中，采用双信息获取单元和多处理芯片对待焊接工件的焊缝信息进行计算处理，得到的焊轨信息更加精确，从而提高自动化焊接作业的焊接精度；
45.控制模块控制驱动组件启闭，从而使得多个弧焊机器人3沿焊轨信息e移动，同时控制模块控制弧焊机器人3启动，完成相应的焊接作业，通过多个信息获取模块即可获取待焊接工件的多个焊缝信息，同时在预设多个相对应的焊轨信息，即可通过该焊接机器人适应修正控制系统实现多个弧焊机器人3同时进行多层多道的焊接作业，提高弧焊机器人3的焊接效率，相较于流水线式的焊接生产，效率更高，且焊接精度更高，焊接的产品合格率更高。
46.需要说明的是，地轨1设置有两个，两个地轨1对称设置，每个地轨1上均安装有至少两个立柱悬臂2，从而配合该焊接机器人适应修正控制系统实现多层多道的焊接作业，两个地轨1之间还设置有导轨6，导轨6上滑动设置有焊接变位机4，焊接变位机4用于夹持待焊接工件，并翻转工件配合弧焊机器人3进行焊接作业，驱动组件同样驱动焊接台5沿导轨6滑动，导轨6上还滑动连接有焊接台5，当待焊接工件的质量超出焊接变位机4的承载范围时，焊接台5用于对工件进行支撑。
47.进一步地，第一信息获取单元与立柱悬臂2下端固定，第一信息获取单元用于获取待焊接工件的图像信息，第一处理芯片用于处理第一信息获取单元获取的图像信息，第一信息获取单元是摄像头8，摄像头8一侧与立柱悬臂2固定，摄像头8与信息接收单元电性连接，通过摄像头8获取待焊接工件的图像信息，从而获取二维的待焊接工件的焊缝信息q，便于将二维的焊缝信息q与预设焊轨信息做对比计算处理。
48.进一步地，第二信息获取单元与弧焊机器人3一侧下部固定，第二信息获取单元用于获取待焊接工件的焊缝三维坐标信息，第二处理芯片用于处理第二信息获取单元获取的数据信息，第二信息获取单元是激光焊缝跟踪器9，激光焊缝跟踪器9一侧与弧焊机器人3一侧固定，激光焊缝跟踪器9与信息接收单元电性连接，通过激光焊缝跟踪器9采用激光三角测量原理获取三维的待焊接工件的焊缝信息w，从而便于将三维的焊缝信息w与预设焊轨信息做对比计算处理。
49.同过摄像头8和激光焊缝跟踪器9分别获取二维和三维的焊缝信息，并分别将二维焊缝信息和三维焊缝信息与预设焊轨信息做对比计算处理，并将处理后得到的二维焊轨信息和三维焊轨信息进一步的做综合对比计算处理，从而得到更加精确的全方位焊轨信息，有利于提高焊接机器人的焊接精度。
50.进一步地，立柱悬臂2一侧安装有控制柜7，信息处理模块和控制模块均搭载于控制柜7上，控制柜7采用现有技术中常用且适用于本实施例的可编程焊接控制柜，控制柜7与摄像头8、激光焊缝跟踪器9、驱动组件以及弧焊机器人3均电性连接，将信息处理模块和控制模块搭载于控制柜7上有利于节省焊接设备所占用的空间，且更加有利于与控制柜7上原有的控制程序进行配合，使用更加便捷。
51.进一步地，控制模块包括第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元，第一控制单元与驱动组件电性连接，第二控制单元与弧焊机器人3电性连接，第三控制单元与摄像头8和激光焊缝跟踪器9均电性连接，通过第一控制单元对驱动组件进行控制，并通过第二控制单元对弧焊机器人3进行控制，通过第三控制单元对摄像头8和激光焊缝跟踪器9进行控制，从而完成对多个部件的协调控制，便于实现多线程的焊接作业。
52.需要进一步说明的是，立柱悬臂2由立柱201、横臂202和竖臂203组成，立柱201滑动连接于地轨1上，横臂202一端与立柱201上端固定，竖臂203与横臂202滑动连接，弧焊机器人3倒装于竖臂203下端，驱动组件由现有技术中常用的多种驱动装置组成，包括但不限于静音拖链、伺服电机，其中包括驱动竖臂203沿横臂202横向移动的第一拖链204以及驱动竖臂203沿横臂202竖向移动的第二拖链205，竖臂203上端还设置有对弧焊机器人3进行断电保护的断电保险闸206。
53.一种焊接机器人适应修正控制方法，适用于上述焊接机器人适应修正控制系统，包括以下步骤：
54.s1、通过信息获取模块获取待焊接工件的焊缝信息，并将焊缝信息传输至信息处理模块；
55.s1具体包括：
56.s11、采用摄像头8对待焊接工件进行图像信息采集；
57.s12、采用激光焊缝跟踪器9对待焊接工件的焊缝三维坐标信息进行采集；
58.s13、将采集到的图像信息和焊缝三维坐标信息传输至信息接收单元中。
59.s2、采用信息处理模块对信息获取模块获取的焊缝信息进行处理，并将处理后的焊缝信息传输至控制模块；
60.s2具体包括：
61.s21、采用第一处理芯片对s11中采集到的图像信息进行处理，具体的，将待焊接工件的表面图像与预设焊轨进行对比，通过计算得到与待焊接工件表面图像适配的焊轨信息；
62.s22、采用第二处理芯片对s12中采集到的焊缝三维坐标信息与预设焊轨进行对比，通过计算得到与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨信息；
63.s23、采用第三处理芯片对s21和s22的处理结果进行计算处理，得到即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨信息；
64.s24、将即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊
轨信息输送至控制模块。
65.s3、控制模块控制驱动组件驱使弧焊机器人3进行移动，同时使用控制模块控制弧焊机器人3进行焊接作业；
66.s3具体包括：
67.s31、通过第一控制单元控制驱动组件启闭并带动弧焊机器人3沿即与待焊接工件表面图像适配又与待焊接工件的焊缝三维坐标适配的焊轨进行移动；
68.s32、在进行s31的同时通过第二控制单元控制弧焊机器人3启闭，使得弧焊机器人3进行焊接作业；
69.s33、在进行s31和s32的同时通过第三控制单元控制摄像头8和激光焊缝跟踪器9的启闭，使得摄像头8和激光焊缝跟踪器9继续执行s11和s12。
70.工作原理：在日常使用过程中，工作人员通过控制柜7控制摄像头8和激光焊缝跟踪器9开启，摄像头8对待焊接工件进行图像信息采集，激光焊缝跟踪器9对待焊接工件的焊缝三维坐标信息进行采集，并将采集到的图像信息和焊缝三维坐标信息传输至信息接收单元中，通过第一处理芯片对第一信息获取单元获取的待焊接工件焊缝信息q与预设焊轨信息进行对比计算处理，得到与第一信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息q适配的焊轨信息q，通过第二处理芯片对第二信息获取单元获取的待焊接工件焊缝信息w与预设焊轨信息进行对比计算处理，得到与第二信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息w适配的焊轨信息w，之后通过第三处理芯片对第一处理芯片得到的焊轨信息q和第二处理芯片得到的焊轨信息w进行对比计算处理，最终得到即与第一信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息q适配又与第二信息获取单元获取的待焊接工件的焊缝信息w适配的焊轨信息e，并将处理后的焊轨信息e传输至控制模块中，采用双信息获取单元和多处理芯片对待焊接工件的焊缝信息进行计算处理，得到的焊轨信息更加精确，从而提高自动化焊接作业的焊接精度。
71.上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。