一種高精度機器人自動焊接裝置及其工作方法與流程
2023-05-15 06:15:41
本發明屬於柵格板領域，特別涉及一種高精度機器人自動焊接裝置及其工作方法。
背景技術：
鋼格柵板二氧化碳氣體主要用於鋼格柵板的封邊工作，焊接大多數的企業都還是採用人工焊接的方式進行焊接，工作的工作量非常大，同時，由於人在焊接的過程中大多數都是憑藉肉眼進行焊接，其焊接的質量不夠穩定，由於人的可控性較差，因而焊接的質量很難保持一致，由於其焊接點較為密集，對於焊接工人的技術要求較高，焊接位置和參數匹配不易保持最佳，在焊接的過程中常常會出現虛焊、漏焊的問題，而且焊接過程產生的氣體會對人體有一定的傷害，因而人工焊接被替代將會成為必然。
隨著社會經濟的快速發展，無論是人們的生活還是工作的節奏都在不斷的加快，企業的生產也是如此，大多數的企業都採用機械的自動化逐步代替人工操作。目前很多的企業都會採用機器人進行焊接，其成本較高，由於鋼格柵板焊接的操作過於繁瑣，且，其並不是爭對焊接的產品專門定製，有些工藝難以完成或者無法實現，現有的鋼格柵板的生產環境中會出現諸多的金屬粉塵，傳感器等檢測裝置在加工過程中因煙塵影響會造成檢測不準等問題，這樣會嚴重的影響檢測裝置的檢測效果，從而影響其焊接的質量，這樣會對自動焊接裝置提出更高的要求，因而現有的鋼格柵板的焊接技術還有待於改進。。
技術實現要素：
發明目的：為了克服以上不足，本發明的目的是提供一種高精度機器人自動焊接裝置，其結構簡單，設計合理，易於生產，自動化程度高，從而很好的解決了煙塵所帶來的檢測不準的問題，有效的提高其檢測的準確性。
技術方案：為了實現上述目的，本發明提供了一種高精度機器人自動焊接裝置，包括：基座、機械臂、腕關節、觸控螢幕和控制裝置，其中，所述的腕關節上設有雷射檢測儀和焊槍，所述的機械臂設於基座上，所述腕關節設於機械臂的端部，所述觸控螢幕設於基座的支撐架上，所述機械臂、腕關節、觸控螢幕以及雷射檢測儀均與控制裝置連接，所述的控制裝置中設有電控箱，且，所述雷射檢測儀的檢測範圍大於等於柵格板所需焊接邊的寬度。
本發明中所述腕關節上設有安裝基座，所述的安裝基座呈倒的L型，所述安裝基座上設有用於安裝雷射檢測儀的第一安裝孔和用於安裝焊槍的第二安裝孔，所述第一安裝孔高於第二安裝孔，避免焊槍焊接時對雷射檢測儀造成損壞，同時，能夠有效的保證雷射檢測儀能夠全程檢測。
本發明中所述的機械臂由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂通過旋轉軸與基座連接。
本發明中所述雷射檢測儀上設有保護罩，所述的保護罩呈透明狀，且，所述保護罩通過連接線與安裝基座連接。
本發明中所述的控制裝置中設有焊接控制裝置、雷射檢測控制裝置、執行控制裝置和控制系統，所述的控制系統中設有焊接控制模塊、雷射檢測控制模塊、執行控制模塊和中央控制器，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍和焊接控制模塊連接，所述相機控制裝置兩端分別與雷射檢測儀和雷射檢測控制模塊連接，所述執行控制裝置兩端分別與執行裝置和執行控制模塊連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執行控制裝置均與控制系統連接，所述焊接控制模塊、雷射檢測控制模塊和執行控制模塊均與中央控制器連接。
本發明中所述的焊接裝置包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍和第二工業相機連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與控制系統連接，且它們均與焊槍相配合。
本發明中所述的執行控制裝置由伺服電機和氣動迴路構成，所述氣動迴路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動迴路均與控制系統連接。
本發明中所述的控制系統採用PLC控制系統。
本發明中所述的PLC控制系統中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統中設有用於存儲柵格板型號的數據存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的雷射檢測控制模塊與數據存儲器RAM的輸入端連接，所述的數據存儲器RAM的輸出端與數據轉換器連接。
本發明中所述的一種高精度機器人自動焊接裝置的工作方法，具體的工作方法如下：
（1）：首先通過人工將企業涉及的柵格板的型號數據通過錄入控制系統中PLC控制系統中的柵格板資料庫中；
（2）：然後企業在生產的過程中通過壓焊機對鋼板進行壓制，然後根據焊接需要的尺寸對鋼板進行劃分；
（3）待上一步驟中鋼板劃分完成後，開始啟動該自動焊接裝置，然後整個裝置中的各個部分均進入工作狀態；
（4）：然後焊接工件輸送裝置將焊接工件送到指定的工位；
（5）：待工件被送到指定的工位後，工作人員按下開始按鈕，當控制系統得到命令後，將通過中央控制器命令雷射檢測控制模塊開始工作，然後雷射檢測控制模塊將通過雷射控制裝置驅動雷射檢測控制開始對柵格板進行拍攝；
（6）：在拍攝的過程中，雷射檢測儀（6）中的雷射頭不斷的旋轉，讓其發出的光束以打圈圈的方式對柵格板的進行掃描，在掃描的過程中，柵格板上需要焊接的邊的寬度應該小於等於雷射檢測儀（6）打出光束圈圈的寬度；
（7）：然後將拍攝的數據通過雷射檢測控制模塊傳送給控制系統中的中央控制器，然後中央控制器對接收到的數據進行分析；
（8）：待上一步驟中 中央控制器分析完成後，根據分析的結果，中央控制器從柵格板資料庫中調取與之相匹配的柵格板數據，然後根據調取的數據中央控制器命令焊接控制模塊控制焊接裝置開始工作；
（9）：然後執行控制模塊將會命令執行控制裝置帶動焊槍開始對柵格板進行焊接；
（10）：待上一步驟中焊槍焊接完成後，雷射檢測儀將對焊接後的柵格板進行第二次拍攝，並將拍攝數後的數據傳送給控制系統中的數據存儲器RAM，對數據進行存儲；
（11）：然後通過數據轉換器對存儲的模擬信號轉換成數位訊號，再將數據傳送給數據計算器，待數據計算器對接收到的數據進行分析，然後把分析的結果傳送至中央處理器CPU；
（12）：待中央處理器CPU接收到數據後對數據進行分析並處理，然後將分析得出的結果再經過數據轉換器轉換成模擬信號；
（13）：待數據轉換完成後，將數據傳送給控制器，如果分析數據中發現有漏焊或者是焊接錯位現象，那麼控制器將會通過報警裝置進行報警提醒，並把相關的位置信息通觸控螢幕進行顯示；
（14）：在上述工作過程中，如果雷射檢測儀拍攝的數據分析得出的結果需要對該自動焊接裝置的位置做出相應的調整，那麼控制器將會根據分析的結果對機械臂以及腕關節進行微調，讓其滿足焊接的要求；
（15）：按照上述的工作方法直至所有的焊接點都焊接完畢後，在整個焊接過程中，一旦出現任何的異常問題，都將會通過報警裝置進行蜂鳴報警，並同時通過報警顯示燈進行顯示，直至處理故障解除方可；
（16）：焊接完成後，最後通過操作鍵盤讓控制器命令伺服電機停止工作，然後依次讓其他設備停止運轉，最後通過操作鍵盤將設備關閉即可。
上述技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果：
1、本發明中所述的一種高精度機器人自動焊接裝置，通過在機器人上安裝了雷射檢測儀來檢測柵格板上所需焊接的位置，利用雷射的穿透性和防塵性能，讓其能夠在由煙塵的情況下對柵格板進行正常的檢測，從而很好的解決了煙塵所帶來的檢測不準的問題，有效的提高其檢測的準確性，從而有效的提高其焊接的精準性，進而讓其更好的滿足生產的需求。
2、本發明中雷射檢測儀上設有保護罩能夠對檢測儀起到很好的保護作用，同時，保護罩通過連接線與安裝基座連接，很好的放置保護罩在不用時丟失，從而很好的解決了保護罩的放置問題。
3、本發明中所述的一種高精度機器人自動焊接裝置的工作方法，其整個工作過程簡單，方便，通過雷射檢測儀對柵格板上需要焊接點的位置進行檢測，然後將檢測的結果傳送給控制裝置，控制裝置根據其檢測的結果命令焊接裝置對柵格板上需要焊接的點進行焊接，整個工作過程較為簡便，易實現，有效的提高其檢測的準確性，很好的解決了傳感器等檢測裝置在加工過程中因煙塵造成的檢測不準等問題，從而讓其更好的滿足企業生產的需求。
附圖說明
圖1為本發明所述的高精度機器人自動焊接裝置的結構示意圖；
圖2為本發明中安裝基座的結構示意圖；
圖3為本發明中控制系統的電氣連接示意圖；
圖中：基座-1、機械臂-2、腕關節-3、觸控螢幕-4、控制裝置-5、
雷射檢測儀-6、焊槍-7、旋轉軸-8、焊接控制模塊-9、雷射檢測控制模塊-10、執行控制模塊-11、中央控制器-12。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明。
實施例
如圖1至圖3所示的一種高精度機器人自動焊接裝置，包括：基座1、機械臂2、腕關節3、觸控螢幕4和控制裝置5，所述的腕關節3上設有雷射檢測儀6和焊槍7；
上述各部件的關係如下：
其中，所述的機械臂2設於基座1上，所述腕關節3設於機械臂2的端部，所述觸控螢幕4設於基座1的支撐架上，所述機械臂2、腕關節3、觸控螢幕4以及雷射檢測儀6均與控制裝置5連接，所述的控制裝置5中設有電控箱，且，所述雷射檢測儀6的檢測範圍大於等於柵格板所需焊接邊的寬度。
本實施例中所述腕關節3上設有安裝基座，所述的安裝基座呈倒的L型，所述安裝基座上設有用於安裝雷射檢測儀6的第一安裝孔和用於安裝焊槍7的第二安裝孔，所述第一安裝孔高於第二安裝孔。
本實施例中所述的機械臂2由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂2通過旋轉軸8與基座1連接。程檢測。
本實施例中所述雷射檢測儀6上設有保護罩，所述的保護罩呈透明狀，且，所述保護罩通過連接線與安裝基座連接。
本實施例中所述的控制裝置中設有焊接控制裝置、雷射檢測控制裝置、執行控制裝置和控制系統，所述的控制系統中設有焊接控制模塊9、雷射檢測控制模塊10、執行控制模塊11和中央控制器12，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍7和焊接控制模塊9連接，所述相機控制裝置兩端分別與雷射檢測儀2和雷射檢測控制模塊10連接，所述執行控制裝置兩端分別與執行裝置和執行控制模塊11連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執行控制裝置均與控制系統連接，所述焊接控制模塊9、雷射檢測控制模塊10和執行控制模塊11均與中央控制器12連接。
本實施例中所述的焊接裝置包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍7和第二工業相機連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與控制系統連接，且它們均與焊槍7相配合。
本實施例中所述的執行控制裝置由伺服電機和氣動迴路構成，所述氣動迴路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動迴路均與控制系統連接。
本實施例中所述的控制系統採用PLC控制系統。
本實施例中所述的PLC控制系統中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統中設有用於存儲柵格板型號的數據存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的雷射檢測控制模塊10與數據存儲器RAM的輸入端連接，所述的數據存儲器RAM的輸出端與數據轉換器連接。
實施例2
如圖1至圖3所示的一種高精度機器人自動焊接裝置，包括：基座1、機械臂2、腕關節3、觸控螢幕4和控制裝置5，所述的腕關節3上設有雷射檢測儀6和焊槍7；
上述各部件的關係如下：
其中，所述的機械臂2設於基座1上，所述腕關節3設於機械臂2的端部，所述觸控螢幕4設於基座1的支撐架上，所述機械臂2、腕關節3、觸控螢幕4以及雷射檢測儀6均與控制裝置5連接，所述的控制裝置5中設有電控箱，且，所述雷射檢測儀6的檢測範圍大於等於柵格板所需焊接邊的寬度。
本實施例中所述腕關節3上設有安裝基座，所述的安裝基座呈倒的L型，所述安裝基座上設有用於安裝雷射檢測儀6的第一安裝孔和用於安裝焊槍7的第二安裝孔，所述第一安裝孔高於第二安裝孔。
本實施例中所述的機械臂2由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂2通過旋轉軸8與基座1連接。程檢測。
本實施例中所述雷射檢測儀6上設有保護罩，所述的保護罩呈透明狀，且，所述保護罩通過連接線與安裝基座連接。
本實施例中所述的控制裝置中設有焊接控制裝置、雷射檢測控制裝置、執行控制裝置和控制系統，所述的控制系統中設有焊接控制模塊9、雷射檢測控制模塊10、執行控制模塊11和中央控制器12，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍7和焊接控制模塊9連接，所述相機控制裝置兩端分別與雷射檢測儀2和雷射檢測控制模塊10連接，所述執行控制裝置兩端分別與執行裝置和執行控制模塊11連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執行控制裝置均與控制系統連接，所述焊接控制模塊9、雷射檢測控制模塊10和執行控制模塊11均與中央控制器12連接。
本實施例中所述的焊接裝置包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍7和第二工業相機連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與控制系統連接，且它們均與焊槍7相配合。
本實施例中所述的執行控制裝置由伺服電機和氣動迴路構成，所述氣動迴路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動迴路均與控制系統連接。
本實施例中所述的控制系統採用PLC控制系統。
本實施例中所述的PLC控制系統中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統中設有用於存儲柵格板型號的數據存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數據存儲器RAM、I/O口、數據轉換器、定時計數器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的雷射檢測控制模塊10與數據存儲器RAM的輸入端連接，所述的數據存儲器RAM的輸出端與數據轉換器連接。
本實施例中所述的一種高精度機器人自動焊接裝置的工作方法，具體的工作方法如下：
（1）：首先通過人工將企業涉及的柵格板的型號數據通過錄入控制系統中PLC控制系統中的柵格板資料庫中；
（2）：然後企業在生產的過程中通過壓焊機對鋼板進行壓制，然後根據焊接需要的尺寸對鋼板進行劃分；
（3）待上一步驟中鋼板劃分完成後，開始啟動該自動焊接裝置，然後整個裝置中的各個部分均進入工作狀態；
（4）：然後焊接工件輸送裝置將焊接工件送到指定的工位；
（5）：待工件被送到指定的工位後，工作人員按下開始按鈕，當控制系統得到命令後，將通過中央控制器命令雷射檢測控制模塊10開始工作，然後雷射檢測控制模塊10將通過雷射控制裝置驅動雷射檢測控制6開始對柵格板進行拍攝；
（6）：在拍攝的過程中，雷射檢測儀6中的雷射頭不斷的旋轉，讓其發出的光束以打圈圈的方式對柵格板的進行掃描，在掃描的過程中，柵格板上需要焊接的邊的寬度應該小於等於雷射檢測儀6打出光束圈圈的寬度；
（7）：然後將拍攝的數據通過雷射檢測控制模塊10傳送給控制系統中的中央控制器，然後中央控制器對接收到的數據進行分析；
（8）：待上一步驟中 中央控制器12分析完成後，根據分析的結果，中央控制器從柵格板資料庫中調取與之相匹配的柵格板數據，然後根據調取的數據中央控制器命令焊接控制模塊9控制焊接裝置開始工作；
（9）：然後執行控制模塊11將會命令執行控制裝置帶動焊槍7開始對柵格板進行焊接；
（10）：待上一步驟中焊槍7焊接完成後，雷射檢測儀6將對焊接後的柵格板進行第二次拍攝，並將拍攝數後的數據傳送給控制系統中的數據存儲器RAM，對數據進行存儲；
（11）：然後通過數據轉換器對存儲的模擬信號轉換成數位訊號，再將數據傳送給數據計算器，待數據計算器對接收到的數據進行分析，然後把分析的結果傳送至中央處理器CPU；
（12）：待中央處理器CPU接收到數據後對數據進行分析並處理，然後將分析得出的結果再經過數據轉換器轉換成模擬信號；
（13）：待數據轉換完成後，將數據傳送給控制器，如果分析數據中發現有漏焊或者是焊接錯位現象，那麼控制器將會通過報警裝置進行報警提醒，並把相關的位置信息通觸控螢幕4進行顯示；
（14）：在上述工作過程中，如果雷射檢測儀6拍攝的數據分析得出的結果需要對該自動焊接裝置的位置做出相應的調整，那麼控制器將會根據分析的結果對機械臂2以及腕關節3進行微調，讓其滿足焊接的要求；
（15）：按照上述的工作方法直至所有的焊接點都焊接完畢後，在整個焊接過程中，一旦出現任何的異常問題，都將會通過報警裝置進行蜂鳴報警，並同時通過報警顯示燈進行顯示，直至處理故障解除方可；
（16）：焊接完成後，最後通過操作鍵盤讓控制器命令伺服電機停止工作，然後依次讓其他設備停止運轉，最後通過操作鍵盤將設備關閉即可。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護範圍。