焊装车间焊丝自动感知更换系统的制作方法

本发明涉及焊装车间自动化通信技术领域及机械自动化技术领域，尤其涉及焊装车间焊丝自动感知更换系统。

背景技术：

车间的生产自动化一直是车间设备和管理不断改善的最终目的，如今汉子自动化日益完善，焊装车间内使用机械臂进行焊接生产，焊丝盘的使用量逐渐增大。现有的焊丝盘都是需要人工拆卸，在焊丝用完时时候，需停下设备，人工抽回送丝软管内的焊丝再取下焊丝盘。人工操作速率慢，无法实现高效生产。

用尽焊丝的焊丝盘取下后堆放杂乱，在焊接过程中，操作人员常常需要去打开送丝机盖板，查看焊丝余量，降低了生产效率。

技术实现要素：

本发明提供一种焊装车间焊丝自动感知更换系统，用于解决现有技术中因人工搬运和装卸导致焊接生产效率下降的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种焊装车间焊丝自动感知更换系统，包括：

焊丝余量自动感知模块，用于在焊丝余量不足时，发送信息给信息传输与显示模块并触发警报模块；焊丝余量自动感知模块，包括激光测距传感器和二维码扫描器；激光测距传感器，用于计算激光测距传感器与焊丝的距离；二维码扫描器，安装在送丝机盖板内，对应焊丝盘侧面位置；二维码扫描器，是在焊丝盘上粘贴存有焊丝型号信息的二维码，在焊丝装入送丝机内并缓慢转动送丝进入送丝软管时，能够快速获取二维码内的信息，并发送给信息传输与显示模块。

信息传输与显示模块，用于接收信息并传输给焊丝配送模块，包括信息传输处理器与电子看板；信息传输与显示模块，用于显示接收到的焊接信息，包括，焊丝余量(以百分比形式显示)、焊丝型号、焊接参数；

焊丝配送模块，用于根据接收到的信息，选择所需型号焊丝，使用专用配送工具，将焊丝运送到指定工位；焊丝配送模块，包括立体仓库和igv小车；立体仓库，用于接收焊丝型号、焊装工位位置等信息，在仓库内选择所需型号焊丝，装载到igv小车上；igv小车，用于在车间中配送焊丝，与立体仓库通过无线电连接；igv小车，通过扫描地面上的二维码，来判断自己与配送工位的相对位置，选择运动方向，最终到达指定工位的igv小车专用停车位；igv小车专用停车位内装有位置传感器，用于识别igv小车到达指定工位停靠位，触发焊丝自动装卸模块启动；igv小车专用停车位，用于焊丝自动装卸模块从igv小车上夹取焊丝。

焊丝自动装卸模块，用于自动卸下用完的焊丝盘，装配上运送来的焊丝盘；焊丝自动装卸模块，包括：焊丝自动回抽装置、送丝机自动盖板、装夹机械臂、焊丝盘自动固定装置，实现焊丝的自动装卸和数据上传。焊丝自动回抽装置，用于将送丝软管中的焊丝抽出，便于焊丝盘的卸取，当焊丝回抽结束后，送丝机自动盖板打开；送丝机自动盖板，用于在将送丝软管内的焊丝抽出，机箱盖板自动打开，便于装夹机械臂夹取焊丝盘；装夹机械臂，用于卸下送丝机内用尽的焊丝盘，放入废弃焊丝盘堆放套管中，夹取igv小车上的新焊丝盘装入送丝机内；废弃焊丝盘堆放套管，用于堆放卸下的用尽焊丝盘；

计算机终端，用于接收焊丝余量自动感知模块、信息传输与显示模块、焊丝配送模块、焊丝自动装卸模块四个模块的数据信息，在系统出现问题时，能够通过上传来的数据找出错误，并且能够远程更改系统程序。

优选地，焊丝余量自动感知模块，在焊丝达到一定阈值的时候，发送信号给信息传输与显示模块，信息传输与显示模块再发送信息给焊丝配送模块，实现焊丝的配送。

优选地，激光测距传感器，安装在焊丝盘轴心垂直上方的送丝机机箱内侧，通过发射一束很细的激光束照射到焊丝表面并接受反射回来的激光信号，计算出激光测距传感器与焊丝的距离，再通过已知的焊丝盘与传感器的距离，实时计算焊丝余量，当焊丝余量小于设定阈值时，发送信息给报警模块和信息传输与显示模块，阈值为激光测距器到焊丝表面的距离与激光测距器到焊丝盘转轴表面的距离之差小于5mm。

优选地，二维码扫描器，安装在送丝机盖板内，装有光照设备，便于在机箱内较差的光线条件下扫描二维码，在二维码读取后，自动关闭关照设备。

优选地，报警模块为声光报警模块。

优选地，信息传输处理器，用于接收焊丝型号，焊丝余量等信息，在焊丝余量不足时，将焊丝型号，焊装工位位置等信息发送给焊丝配送模块。

优选地，电子看板为液晶显示屏。

优选地，igv小车专用停靠位，用于运送焊丝的igv小车停在指定位置，使装夹机械臂能够自动夹取焊丝盘。igv小车专用停靠位内装有红外传感器，当个小车进入停靠位时，焊丝自动装卸模块启动。

优选地，装夹机械臂，用于卸下焊丝余量不足的焊丝盘卸下，将igv小车上的焊丝盘装夹起来装入送丝机内；igv小车在运送焊材到指定工位时，都会通过扫描地面二维码停靠在指定位置，使装夹机械臂无需传感器就能实现自动拾取焊丝盘。

优选地，装夹机械臂使用的是abb六轴机器人，机器人前端装有液压机械手来抓取焊丝盘；液压机械手为三爪机械手，与机械臂系统连接，在机械臂前端运动到指定位置时，机械手抓取焊丝盘。

优选地，送丝机自动盖板是装有自动液压杆的机箱盖板，并装有电子锁，在焊丝回抽完成后，电子锁打开，自动液压杆将盖板打开。

优选地，焊丝盘自动固定装置，安装在送丝机盖板内对应焊丝盘转轴位置，用于液压机箱盖板关上后，轴向固定焊丝盘并随焊丝盘转动，防止焊丝盘垂直于送丝方向晃动。防止其垂直于送丝方向晃动。

优选地，焊丝盘自动固定装置，安装可转动的法兰盘，在关上门时能够卡住焊丝盘；法兰盘使用的材料为铝锂合金。

优选地，焊丝自动回抽装置，是在送丝机转轴处安装独立电机，并根据送丝软管长度设置回抽旋转圈数，从而实现在焊丝余量不足准备换下焊丝盘时，焊丝盘反向转动将管道内的焊丝抽回。

优选地，废弃焊丝盘堆放套管，用于叠放使用完的焊丝盘。

优选地，废弃焊丝盘堆放套管，能够堆放多个焊丝盘，在底部有钢制垫板，方便焊丝盘从上部取出，套管采用特殊结构设计，套管直径略大于焊丝盘且有三个等角度开口，方便机械手伸入其中的同时，防止焊丝盘上剩余焊丝弹出发生危险。

本发明相对于现有技术相比具有显著优点为：1、本发明通过焊装车间焊丝自动更换系统，实现焊丝更换的自动化，在焊接过程中，焊丝余量自动感知模块监测到焊丝余量不足时，发送信息给焊丝配送模块，焊丝配送模块选择并配送焊丝，运送来的焊丝通过机器人焊丝装卸模块，完成焊丝更换。2、本发明的系统中各个模块协同作用，使焊丝更换变得高效、快捷、准确，装夹机械臂的使用免去了人工装卸焊丝盘的繁琐，焊丝自动回抽装置实现了焊丝盘卸取的自动化，计算机终端能够在更换系统出现错误时，排查收集到的数据，并远程修改系统程序，实现远程控制管理车间。

附图说明

图1显示为本申请实施例提供的用于焊装车间的机器人焊丝自动更换系统的主要系统结构框图。

图2显示为本申请实施例提供的用于焊装车间的机器人焊丝自动更换系统的完整系统结构框图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本申请的优选实施例进行说明。

图1显示为本申请实施例提供的用于焊装车间的机器人焊丝自动更换系统的主要系统结构框图，包括：焊丝余量自动感知模块1、信息传输与显示模块2、焊丝配送模块3、焊丝自动装卸模块4和计算机终端5；其中，焊丝余量自动感知模块1在感知到焊丝余量不足时，发出信息传输与显示模块，从而整个系统开始运行。计算机终端5与整个系统中的其他设备通过网络相连，通过其他设备发来的数据，能够不断改善系统。

如图2所示，其为本申请提供的一种用于焊装车间的机器人焊丝自动更换系统的完整结构框图。

焊丝余量自动感知模块1，用于在焊丝余量不足时，发送信息给信息传输与显示模块并触发警报模块；所述焊丝余量自动感知模块1，包括激光测距传感器11和二维码扫描器12；所述激光测距传感器11，用于计算激光测距传感器与焊丝的距离；所述二维码扫描器12，安装在送丝机盖板内，对应焊丝盘侧面位置；所述二维码扫描器12，是在焊丝盘上粘贴存有焊丝型号信息的二维码，在焊丝装入送丝机内并缓慢转动送丝进入送丝软管时，能够快速获取二维码内的信息，并发送给信息传输与显示模块。

所述信息传输与显示模块2，用于接收信息并传输给焊丝配送模块，包括信息传输处理器21与电子看板22；所述信息传输与显示模块，用于显示接收到的焊接信息，包括，焊丝余量(以百分比形式显示)、焊丝型号、焊接参数；

所述焊丝配送模块3，用于根据接收到的信息，选择所需型号焊丝，使用专用配送工具，将焊丝运送到指定工位；所述焊丝配送模块3，包括立体仓库31和igv小车32；所述立体仓库31，用于接收焊丝型号、焊装工位位置等信息，在仓库内选择所需型号焊丝，装载到igv小车上32；所述igv小车32，用于在车间中配送焊丝，与立体仓库31通过无线电连接；所述igv小车32，通过扫描地面上的二维码，来判断自己与配送工位的相对位置，选择运动方向，最终到达指定工位的igv小车专用停车位6；所述igv小车专用停车位6内装有位置传感器61，用于识别igv小车到达指定工位停靠位，触发焊丝自动装卸模块启动；所述igv小车专用停车位6，用于焊丝自动装卸模块从igv小车上夹取焊丝。

所述焊丝自动装卸模块4，用于自动卸下用完的焊丝盘，装配上运送来的焊丝盘；所述焊丝自动装卸模块4，包括：焊丝自动回抽装置41、送丝机自动盖板42、装夹机械臂43，实现焊丝的自动装卸和数据上传。所述焊丝自动回抽装置41，用于将送丝软管中的焊丝抽出，便于焊丝盘的卸取，当焊丝回抽结束后，送丝机自动盖板打开；所述送丝机自动盖板42，用于在将送丝软管内的焊丝抽出，机箱盖板自动打开，便于装夹机械臂夹取焊丝盘；所述装夹机械臂43，用于卸下送丝机内用尽的焊丝盘，放入废弃焊丝盘堆放套管中，夹取igv小车上的新焊丝盘装入送丝机内；所述废弃焊丝盘堆放套管7，用于堆放卸下的用尽焊丝盘；

所述计算机终端5，用于接收焊丝余量自动感知模块1、信息传输与显示模块2、焊丝配送模块3、焊丝自动装卸模块4四个模块的数据信息，在系统出现问题时，能够通过上传来的数据找出错误，并且能够远程更改系统程序。

具体地，所述焊丝余量自动感知模块1，在焊丝达到一定阈值的时候，发送信号给信息传输与显示模块2，信息传输与显示模块2再发送信息给焊丝配送模块3，实现焊丝的配送。

具体地，所述激光测距传感器11，安装在焊丝盘轴心垂直上方的送丝机机箱内侧，通过发射一束很细的激光束照射到焊丝表面并接受反射回来的激光信号，计算出激光测距传感器11与焊丝的距离，再通过已知的焊丝盘与传感器的距离，实时计算焊丝余量，当焊丝余量小于设定阈值时，发送信息给报警模块8和信息传输与显示模块2。本发明中的阈值为激光测距器到焊丝表面的距离与激光测距器到焊丝盘转轴表面的距离之差小于5mm

具体地，所述二维码扫描器12，安装在送丝机盖板内，装有光照设备，便于在机箱内较差的光线条件下扫描二维码，在二维码读取后，自动关闭关照设备。

具体地，所述报警模块8为声光报警模块。

具体地，所述信息传输处理器21，用于接收焊丝型号，焊丝余量等信息，在焊丝余量不足时，将焊丝型号，焊装工位位置等信息发送给焊丝配送模块3。

具体地，所述电子看板22为液晶显示屏。

具体地，所述igv小车专用停靠位6，用于运送焊丝的igv小车停在指定位置，使装夹机械臂能够自动夹取焊丝盘。所述igv小车专用停靠位内装有红外传感器61，当个小车进入停靠位时，焊丝自动装卸模块4启动。

具体地，所述装夹机械臂43，用于卸下焊丝余量不足的焊丝盘卸下，将igv小车上的焊丝盘装夹起来装入送丝机内；所述igv小车在运送焊材到指定工位时，都会通过扫描地面二维码停靠在指定位置，使装夹机械臂43无需传感器就能实现自动拾取焊丝盘。

具体地，所述装夹机械臂43使用的是abb六轴机器人，机器人前端装有液压机械手来抓取焊丝盘；所述液压机械手为三爪机械手，与机械臂系统连接，在机械臂前端运动到指定位置时，机械手抓取焊丝盘。

具体地，所述送丝机自动盖板42是装有自动液压杆的机箱盖板，并装有电子锁，在焊丝回抽完成后，电子锁打开，自动液压杆将盖板打开，盖板内侧装有焊丝盘自动固定装置。

具体地，所述焊丝盘自动固定装置，安装在送丝机盖板内对应焊丝盘转轴位置，用于液压机箱盖板关上后，轴向固定焊丝盘并随焊丝盘转动，防止焊丝盘垂直于送丝方向晃动。防止其垂直于送丝方向晃动。

具体地，所述焊丝盘自动固定装置，安装可转动的法兰盘，在关上门时能够卡住焊丝盘；所述法兰盘使用的材料为铝锂合金。

具体地，所述焊丝自动回抽装置41，是在送丝机转轴处安装独立电机，并根据送丝软管长度设置回抽旋转圈数，从而实现在焊丝余量不足准备换下焊丝盘时，焊丝盘反向转动将管道内的焊丝抽回。

具体地，所述废弃焊丝盘堆放套管7，用于叠放使用完的焊丝盘。

具体地，所述废弃焊丝盘堆放套管7，能够堆放多个焊丝盘，在底部有钢制垫板，方便焊丝盘从上部取出，套管采用特殊结构设计，套管直径略大于焊丝盘且有三个等角度开口，方便机械手伸入其中的同时，防止焊丝盘上剩余焊丝弹出发生危险。

综上所述，本申请可以通过焊装车间焊丝自动更换系统，完成焊丝更换的自动化，在焊接过程中，焊丝余量自动感知模块监测到焊丝余量不足时，发送信息给焊丝配送模块，运送来的焊丝通过机器人焊丝装卸模块，完成焊丝更换。