一种焊接机器人控制系统的制作方法_3

文档序号:8761771阅读:来源:国知局
74] 参数保存单元220,用以保存焊接参数。
[0075] 本实施例中,参数保存单元220将接收到输入的焊接参数,并保存。
[0076] 焊接轨迹计算单元230,用以拟合修正的工件外形数据,并根据保存的焊接参数计 算插补数值,形成焊缝轨迹数据。
[0077] 本实施例中,焊接轨迹计算单元230对修正的工件外形数据进行分段处理,以得 到多段工件外形数据,由参数保存单元220获取得到焊接参数,以根据焊接参数对每一段 工件外形数据计算其所对应的插补数值,以形成焊缝轨迹数据。
[0078] 以波纹板为例,若工件为波纹板,则根据波纹板中的波纹周期进行分段,以得到多 段曲线和线段,即G8-G1线段、G1-G2曲线、G2-G3线段、G3-G4曲线、G4-G5线段、G5-G6曲 线、G6-G7线段和G7-G8曲线。
[0079] 然后焊接轨迹计算单元230由参数保存单元220获取得到焊接参数,即焊枪长度 和焊接角度,以根据焊枪长度和焊接角度计算各段曲线和线段所对应的插补数值,以形成 焊缝轨迹数据(XpX2…Xn, CXp α2···αη ,VpVfV1Jtj 其中(Xn xfxn }为各个点χ轴位移绝对坐标,{yi、y;i…yJ是γ轴位移绝对坐标,(ζι、 z2··· zn}是z 轴位移绝对坐标,{ α ρ α 2··· α n}是回转摆动轴α轴位移绝对坐标,{Vl、v2··· Vn}是4轴联 动插补速度。
[0080] 此外,上述控制器20还包括了与限位传感器50电连接的布尔单元240。该布尔单 元240用以对限位传感器50执行布尔操作。
[0081] 在另一个实施例中,上述焊接机器人控制系统还包括与控制器20相连的输入设 备60,该输入设备60用以输入焊接参数,以将焊接参数传递至参数保存单元220中。
[0082] 根据使用上的需要,该输入设备60可以是触摸屏,以通过触摸屏中的控制面板实 现焊接参数的输入,但也可是其他设备,例如显示屏和键盘的组合等,在此不做限定。
[0083] 在一个实施例中,上述工件可为波纹板,波纹板被大量应用于工业建筑、集装箱和 道路运输车车厢等,其波纹折角越大则抗剪性能越好,但是波纹折角过大,例如波纹折角大 于60度时,焊枪430与波纹板所成的角度不利于准确焊接,进而严重影响焊接质量,而在如 上所述的机器人工作站中焊枪430可在联动运动机构410和摆动组件420的配合下进行三 维空间运动和高度方向上的回转摆动,以对波纹板的焊缝进行跟踪焊接,实现大波纹折角 的波纹板焊接。
[0084] 请结合参阅图2,在一个实施例中,所述的机器人工作站40还包括了机械臂460, 该机械臂460与联动运动机构410相连,摆动组件420则设置在机械臂460的端部。
[0085] 具体的,机械臂460包括了机械臂主体461,该机械臂主体461与联动运动机构 410相连,用以带动摆动组件420进行三维空间运动,从而为摆动组件420提供三维空间运 动的功能。
[0086] 其中,摆动组件420可设置在机械臂主体461的自由端。
[0087] 进一步的,如上所述的机械臂460还包括了连接器463,该连接器463用以为焊枪 430提供可调的安装位,以提高工件焊接的准确性。
[0088] 连接器463设置在机械臂主体461的自由端,用以提供摆动组件420的安装位,并 可对摆动组件420中焊枪430的安装角度进行调整,进而在对工件进行焊接前预先对焊枪 430进行位置调整。
[0089] 具体的,连接器463将包括壳体、齿轮轴(图未示)和锁定螺母(图未示),壳体用以 封装齿轮轴,并与机械臂主体461的自由端相连接,齿轮轴可转动地设置在壳体中,以提供 旋转传动。而摆动组件420与可转动的齿轮轴相连接,以通过齿轮轴的旋转传动实现摆动 组件420的转动,进而得以调整摆动组件420中焊枪430的安装角度。
[0090] 锁定螺母设置在齿轮轴上并与壳体相配合,通过锁定螺母旋出壳体,以松开锁定 的齿轮轴,齿轮轴处于自由状态可随意旋转,因此,可通过齿轮轴的旋转对设置在齿轮轴端 部的摆动组件420进行调整。
[0091] 相应的,待摆动组件420所进行的调整完成之后,将锁定螺母旋入,并在壳体的配 合下锁定,从而锁定齿轮轴,对当前摆动组件420中焊枪430的安装角度进行锁定。
[0092] 在一个实施例中,摆动组件420包括轴减速机421和轴伺服电机423,并且轴减速 机421和轴伺服电机423相连接。
[0093] 具体的,轴减速机421可与机械臂主体461的自由端相连接,以随着机械臂主体 461和联动运动机构420实现四轴联动,即三维空间运动以及其绕高度方向上的回转摆动。
[0094] 进一步的,轴减速机421也可通过与连接器463相连而设置在机械臂460上,由于 可通过连接器463对焊枪430的安装角度进行调整,因此,通过在机械臂主体461和轴减速 机421之间设置连接器463将进一步对焊枪430进行位置优化,进一步提高了焊接的质量。 [0095] 进一步的,如上所述的摆动组件420还包括焊枪夹爪425,该焊枪夹爪425设置在 轴减速机421底部,用以夹持焊枪430。
[0096] 也就是说,焊枪夹爪425将在轴减速机421的带动下绕三维空间的高度方向旋转, 进而带动夹持的焊枪430绕三维空间的高度方向进行回转摆动。
[0097] 请结合参阅图6,在一个实施例中,联动运动机构410包括了伺服电机和执行机 构。伺服电机与执行机构相连,以带动执行机构进行三维空间运动。
[0098] 具体的,由于三维空间的移动包括了三个方向上的直线移动,因此,伺服电机包括 了三个直线伺服电机411,相应的,执行机构也包括了三个直线执行机构411,每一直线伺 服电机411将与一直线执行机构413相连,并且直线伺服电机411和直线执行机构413的 设置也与其所进行的三维空间运动相对应。
[0099] 也就是说,三个直线伺服电机411将分别与一直线执行机构413构成一移动平台, 即X向移动平台、y向移动平台和z向移动平台,以分别实现三维空间中的X向移动、y向移 动和z向移动。
[0100] 预先设置了机器人工作站中的焊接起始位置和三维工作坐标系,三维工作坐标系 的原点即为焊接起始位置,三个直线伺服电机411分别与三维工作坐标系中的坐标轴相对 应,直线执行机构413也将沿相应的坐标轴移动。
[0101] 进一步的,直线执行机构413包括了滑轨4131、滑动设置在滑轨4131上的滑块 4133以及固设在滑块4133顶部的平板4135,以实现顺畅滑动。
[0102] 在优选的实施例中,由直线伺服电机411和直线执行机构413构成的移动平台中, X向移动平台、y向移动平台和z向移动平台将以基座440为起始依次层叠设置,以满足工 件焊接过程中涉及的长度、宽度和高度需求。
[0103] 通过如上所述的机器人工作站,将使得焊枪430得以灵活移动,对波纹板的焊接 而言,将极大地提高了焊接的精度和一致性,避免了焊缝外观不均匀、漏水、漏光等情况的 出现,降低了人工劳动强度,极大地改善了焊接环境。
[0104] 在如上所述的机器人工作站的作用下,使得较大波纹折角的波纹板也能够得到最 佳焊接,同时提高了较大波纹折角的波纹板的加工质量和加工速度。
[0105]
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