一种机器人光纤激光打标机智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及激光打标机领域，尤其涉及一种机器人光纤激光打标机智能控制系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的进步，激光加工技术得到迅猛发展，激光加工成为一种新兴的先进制造技术。尤其是激光打标技术，近年来应用越来越广泛。计算机技术，光学器件，激光器等的可靠性和实用性不断提高等，都极快地促进了激光打标技术的发展，进一步扩大其在各行业领域的应用前景。
[0003]当前，在冶金行业，多采用喷漆打标。这种打标方法，是标记不牢，耗材量大，喷枪易堵，更严重的是污染环境。所以，发明机器人光纤激光打标机是技术更新新的首选。
[0004]随着现代工业的快速发展，工业机器人具有高速、高精度、高智，仿人操作、可自动控制、重复编程、示教学习，并能在三维空间完成各种作业任务等特点，将快速进入各种生产线。工业机器人配上光纤激光器，可实现全方位、全自动的仿人操作打标，成为柔性制造系统(FMS)，这将是打标行业的一项技术创新。
[0005]但是，机器人光纤激光打标需要解决机器人与光纤激光打标机的联合协调控制问题，这就需要研究新型智能控制系统。
【发明内容】
[0006]为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，实现机器人与光纤激光打标机的联合协调控制。
[0007]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0008]一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，该智能控制系统与机器人控制系统Robot相连接，具体包括图像采集系统、控制器、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统，控制器分别与图像采集系统、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统相连接；图像采集系统与激光测距单元、视觉检测定位单元相连接，图像采集系统、GPRS远程物联网系统视觉检测定位单元与计算机控制系统连接；
[0009]图像采集系统通过摄像头采集图像信息，并将图像信息发送到激光测距单元、视觉检测定位单元，激光测距单元确定激光焦点到被加工件距离，并将该距离信息发送到控制器上，经控制器处理后发送到振镜平面控制单元；视觉检测定位单元通过图像信息确定被加工件的作业位置，并将位置信息发送到控制器上，控制器处理后将发送到振镜平面控制单元。
[0010]所述的GPRS远程物联网系统将控制器处理后的信息发送到物联网上，用户通过IP地址交换信息。
[0011]所述的GPRS远程物联网系统包括嵌入式微电脑、上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口、电源变换模块，嵌入式微电脑与上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口连接，GPRS模块上连接有S頂卡。
[0012]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0013]I)实现了机器人与光纤激光打标机的联合协调控制，具有仿人工智能控制功能，采用图像采集单元采集被加工件的位置信息，并由激光测距单元、视觉检测定位单元检测，实现了全方位、全自动定位的目的，为光纤激光打标提供定位数据和激光焦距，实现精准打标。
[0014]2)可实现全方位、全自动的仿人操作，成为柔性制造系统(FMS)，这将是打标行业的一项技术创新。
[0015]3)本发明通过GPRS远程互联网IP地址的设置，实现了物联网功能。
【附图说明】
[0016]图1是工业机器人激光打标机结构组成图。
[0017]图2是激光打标机结构图。
[0018]图3是激光打标机激光光路系统图。
[0019]图4是工业机器人激光打标机的综合控制系统。
[0020]图5是GPRS远程物联网无线传输系统图。
[0021]图6是GPRS远程物联网无线传输系统的嵌入式微电脑原理电路图。
[0022]图7是GPRS远程物联网无线传输系统的GPRS模块原理电路图。
[0023]图8是GPRS远程物联网无线传输系统的地址设置原理电路图。
[0024]图9是GPRS远程物联网无线传输系统的电源电路图。
[0025]图10是GPRS远程物联网无线传输系统的IXD显示屏电路图。
[0026]图中:1-底板 2-工作台 3-被加工件 4-激光器连接盘 5-机器人手腕6-机器人腕关节 7-机器人激光器传输光纤及电缆 8-机器人小臂9-机器人肘关节10-固定环11-机器人大臂12-臂关节13-机器人水平回转盘14-机器人机座
[0027]100-激光打标机101-镜罩102-激光振镜系统103-反射镜盒104-激光整理腔105-支架106-弹性护罩107-支撑板108-摄像头
[0028]102-1-X轴振镜电机102-2-X轴振镜102-3-Y轴振镜电机102-4—Y轴振镜
[0029]102-5-激光扫描范围104-1-反射镜104-2-扩束系统 104_3_动态聚焦系统
[0030]102-1-X轴振镜电机102-2-X轴振镜102-3-Y轴振镜电机102-4—Y轴振镜
[0031]102-5-激光扫描范围104-1-反射镜104-2-扩束系统 104_3_动态聚焦系统。
【具体实施方式】
[0032]下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
[0033]见图1，工业机器人激光打标机，包括工业机器人及激光打标机100，工业机器人包括底板1，机器人机座14固定在底板I上，机器人水平回转盘13设置在机器人机座14上，机器人大臂11连接在机器人水平回转盘13上，机器人小臂8与机器人大臂11连接，机器人小臂8上设有机器人手腕5，激光打标机100通过激光器连接盘4连接在机器人手腕5上，激光打标机100下方的工作台2上放置被加工件3。
[0034]见图2，激光打标机100包括连接在激光器连接盘4的支撑板107，支撑板107上设有支架105，支架105上方设有弹性护罩106，支架105下方设有激光整理腔104，激光整理腔104下方设有反射镜盒104，反射镜盒104下方设有摄像头108，反射镜盒104与激光振镜系统102连接，激光振镜系统102下方设有镜罩101。
[0035]见图3，激光打标机激光光路系统，包括与激光器传输光纤及电缆7连接的扩束系统104-2，扩束系统104-2连接动态聚焦系统104-3，动态聚焦系统104-3通过反射镜104-1将光反射到X轴振镜102-2和Y轴振镜102-4上，X轴振镜102-2由X轴振镜电机102-1驱动，Y轴振镜102-4由Y轴振镜电机102-3驱动。
[0036]见图4-图8，机器人光纤激光打标机智能控制系统，该智能控制系统与机器人控制系统Robot相连接，具体包括图像采集系统、控制器、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统，控制器分别与图像采集系统、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统相连接；图像采集系统与激光测距单元、视觉检测定位单元相连接，图像采集系统、GPRS远程物联网系统视觉检测定位单元与计算机控制系统连接，计算机控制系统通过Profibus-DP将控制信息传输到上位机。
[0037]图像采集系统通过摄像头采集图像信息，并将图像信息发送到激光测距单元、视觉检测定位单元，激光测距单元确定激光焦点到被加工件距离，并将该距离信息发送到控制器上，经控制器处理后发送到振镜平面控制单元；视觉检测定位单元通过图像信息确定被加工件的作业位置，并将位置信息发送到控制器上，控制器处理后将发送到振镜平面控制单元。
[0038]在激光焦距的Θ角范围内时，只需调整振镜即可实现该范围内的打标作业；打标位置大于激光焦距的Θ角范围，则需要发送信息到机器人控制系统Robot，由机器人控制系统Robot控制机器人移动，直到满足打标位置在激光焦距的Θ角范围内。
[0039]GPRS远程物联网系统将控制器处理后的信息发送到物联网上，用户通过IP地址交换信息。
[0040]GPRS远程物联网系统包括嵌入式微电脑、上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口、电源变换模块，嵌入式微电脑与上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口连接，GPRS模块上连接有S頂卡。其中，GPRS模块采用 M1MG2639_V3 ;嵌入式微电脑采用 CPU1-STC12LE5A60S2。
【主权项】
1.一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，该智能控制系统与机器人控制系统Robot相连接，其特征在于，包括图像采集系统、控制器、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统，控制器分别与图像采集系统、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统相连接；图像采集系统与激光测距单元、视觉检测定位单元相连接，图像采集系统、GPRS远程物联网系统视觉检测定位单元与计算机控制系统连接； 图像采集系统通过摄像头采集图像信息，并将图像信息发送到激光测距单元、视觉检测定位单元，激光测距单元确定激光焦点到被加工件距离，并将该距离信息发送到控制器上，经控制器处理后发送到振镜平面控制单元；视觉检测定位单元通过图像信息确定被加工件的作业位置，并将位置信息发送到控制器上，控制器处理后将发送到振镜平面控制单J L ο2.根据权利要求1所述的一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，其特征在于，所述的GPRS远程物联网系统将控制器处理后的信息发送到物联网上，用户通过IP地址交换?目息O3.根据权利要求1所述的一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，其特征在于，所述的GPRS远程物联网系统包括嵌入式微电脑、上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口、电源变换模块，嵌入式微电脑与上电复位单元、IXD显示屏、GPRS模块，IP地址设置单元、RS485接口连接，GPRS模块上连接有S頂卡。
【专利摘要】本发明涉及一种机器人光纤激光打标机智能控制系统，该智能控制系统与机器人控制系统Robot相连接，具体包括图像采集系统、控制器、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统，控制器分别与图像采集系统、激光测距单元、视觉检测定位单元、振镜平面控制单元、GPRS远程物联网系统相连接；图像采集系统与激光测距单元、视觉检测定位单元相连接，图像采集系统、GPRS远程物联网系统视觉检测定位单元与计算机控制系统连接。优点是：仿人工智能控制功能，实现了全方位、全自动定位的目的，为光纤激光打标提供原始位置数据，实现打标精准定位。
【IPC分类】B23K26/36, B23K26/70
【公开号】CN105108344
【申请号】CN201510549158
【发明人】鲜海英, 程芳芳, 陈吉, 马唯佳, 王春岩, 程真
【申请人】鞍山英程利远科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月31日