專利名稱：一種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在焊接領(lǐng)域中，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的焊件，特別是焊縫不規(guī)則的情況下(諸如拋物線，S曲線，圓柱相慣線)，常采用示教編程方式，通過對焊接機(jī)器人的示教、再現(xiàn)，完成焊接過程的軌跡控制。但在焊接過程中，焊件常因受熱變形導(dǎo)致焊槍與焊件產(chǎn)生相對運(yùn)動。焊槍相對于焊件表面的垂直上下運(yùn)動常表現(xiàn)為熄弧和焊接不穩(wěn)定現(xiàn)象；焊槍相對于焊件表面的水平運(yùn)動常表現(xiàn)為焊槍嚴(yán)重偏離焊縫。究其原因，是焊接過程中工件的受熱變形造成了焊槍與焊縫的相對位置的不確定性。解決的辦法是在焊接機(jī)器人示教的基礎(chǔ)上，對焊接過程中焊槍的運(yùn)動軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏。此外焊接是個(gè)復(fù)雜的過程，焊接過程中需要根據(jù)焊接狀況 實(shí)時(shí)調(diào)整焊接電壓，焊接電流以及焊接速度等參數(shù)，并能在遇到異常情況下及時(shí)停止焊接作業(yè)。因此，需要一套操作方便，在焊接過程能夠?qū)崟r(shí)控制焊接軌跡和調(diào)整焊接參數(shù)，并能同時(shí)控制弧焊電源，送絲機(jī)等多臺設(shè)備的焊接裝置。中國專利申請“控制焊接機(jī)器人的方法和裝置”，申請?zhí)枮?8125934. 0，該實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是在焊接過程中，通過溫度傳感器獲得焊件的溫度，與預(yù)定的參考溫度對比，從而在不停止焊接作業(yè)的情況下，調(diào)整焊接電壓、焊接電流與焊接速度值。其控制方法的不足之處主要在于①不能在焊接過程中的進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏。對焊接過程中由于某種原因產(chǎn)生的焊槍偏離焊縫問題，僅采用溫度傳感器并不能檢測出來，也就無法使控制器控制焊槍相對焊縫的左右運(yùn)動。②不能動態(tài)調(diào)整焊槍高度。當(dāng)焊接過程中由于焊接受熱變形造成焊槍離焊件的距離過高或過低時(shí)，會導(dǎo)致容易熄弧或電弧不穩(wěn)定現(xiàn)象。僅僅通過調(diào)整焊接電壓、焊接電流與焊接速度無法從本質(zhì)上改善焊接質(zhì)量。已有的中國專利申請“焊接機(jī)器人系統(tǒng)”，申請?zhí)枮?9111556. 2，其應(yīng)用領(lǐng)域也是焊接機(jī)器人控制。該實(shí)用新型的主要特點(diǎn)在于焊接過程中通過主PC機(jī)控制焊接機(jī)器人移動路徑的焊接機(jī)器人系統(tǒng)。其PC機(jī)在焊接過程中通過視覺傳感器獲得路徑偏差，發(fā)送命令控制焊槍的修正移動。該系統(tǒng)的不足之處主要在于①同樣存在不能在焊接過程中動態(tài)調(diào)整焊槍高度的問題。②焊接過程中不能調(diào)整焊接電壓、焊接電流、焊接速度的焊接參數(shù)。③系統(tǒng)用到視覺傳感器和PC機(jī)，提高了系統(tǒng)的成本。④使用PC機(jī)擴(kuò)展麻煩，不方便同時(shí)控制多臺焊接設(shè)備(如弧焊電源、送絲機(jī)等)。已有的中國專利申請“用于焊接機(jī)器人的人機(jī)交互方法和實(shí)施裝置”，申請?zhí)枮?01110023122. 9，其應(yīng)用領(lǐng)域也是焊接機(jī)器人控制。該實(shí)用新型的主要特點(diǎn)在于借助人機(jī)交互界面，將控制信息傳輸給焊接機(jī)器人控制器，由焊接機(jī)器人控制器完成焊前設(shè)定，焊時(shí)調(diào)整等操作。該裝置的不足之處主要在①人機(jī)交互見面主窗口下設(shè)置多個(gè)子窗口，子窗口各有其功能，例如焊槍的移動控制功能和焊接參數(shù)的調(diào)整功能分屬不同的子窗口。焊接過程中，需要頻繁切換子窗口進(jìn)行發(fā)送不同的控制信息，操作不方便。②焊接過程根據(jù)焊接狀況控制焊槍移動和改變焊接參數(shù)，一般要求實(shí)時(shí)性較高，采用此種控制方法難以滿足要求。當(dāng)按下觸摸屏?xí)r，需要摸屏控制器從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，通過串口發(fā)送命令，再由焊接機(jī)器人控制器接收命令從而判斷哪個(gè)控件被按下，最終才發(fā)出控制焊接機(jī)器人的命令，這個(gè)過程需要花費(fèi)比較大的時(shí)間開銷，不適合參數(shù)修改頻繁或焊接作業(yè)實(shí)時(shí)性要求較高的場合。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供為一種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其最大特點(diǎn)在于該系統(tǒng)以手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器為控制核心，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器與機(jī)器人控制柜、二維運(yùn)動平臺、送絲機(jī)和弧焊電源電連接，具有糾偏焊接軌跡、調(diào)整焊接參數(shù)、顯示焊接參數(shù)、實(shí)時(shí)控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷的功能。能夠?qū)崿F(xiàn)焊接前焊接機(jī)器人的焊接路徑示教、焊接參數(shù)設(shè)定與焊接過程中焊槍位置的實(shí)時(shí)控制、焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整相結(jié)合，具體技術(shù)方案如下。 一種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，包括焊接機(jī)器人、機(jī)器人控制柜、機(jī)器人示教盒、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器、二維運(yùn)動平臺、送絲機(jī)及弧焊電源，其中，二維運(yùn)動平臺安裝于焊接機(jī)器人的末端，二維運(yùn)動平臺安裝有焊槍；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器分別與二維運(yùn)動平臺、機(jī)器人控制柜、送絲機(jī)和弧焊電源電連接；機(jī)器人示教盒與機(jī)器人控制柜相連，用于對焊接機(jī)器人進(jìn)行示教；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器用于控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷，控制二維運(yùn)動平臺帶動焊槍運(yùn)動，發(fā)送命令給機(jī)器人控制柜并由機(jī)器人控制柜控制焊接機(jī)器人運(yùn)動，在焊接過程中實(shí)時(shí)調(diào)整弧焊電源輸出的電壓和電流。上述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)中，所述機(jī)器人控制柜包含用于接收手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器發(fā)送的命令并控制焊接機(jī)器人運(yùn)動的CPU和用于存儲焊接過程中焊接機(jī)器人的位置和速度信息的RAM。上述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)中，所述手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器包括單片機(jī)和分別與所述單片機(jī)連接的電源及復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、電磁繼電器模塊、RS-232接口、獨(dú)立按鍵模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、液晶顯示模塊，其中，電磁繼電器模塊與送絲機(jī)和弧焊電源連接，用于控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷；RS_232接口與機(jī)器人控制柜連接，用于實(shí)現(xiàn)手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器與機(jī)器人控制柜之間的串行通信；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)弧焊電源電壓電流的旋鈕；A/D轉(zhuǎn)換模塊與弧焊電源通過所述旋鈕連接，用于檢測弧焊電源輸出的電壓電流；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路與二維運(yùn)動平臺上的步進(jìn)電機(jī)連接，用于驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)；液晶顯示模塊用于顯示焊接參數(shù)；所述獨(dú)立按鍵模塊包括有用于糾偏焊接軌跡、調(diào)整焊接參數(shù)、啟停送絲機(jī)、開斷弧焊電源的各個(gè)按鍵。上述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)中，二維運(yùn)動平臺包括X平臺和Y平臺，均由步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動滾珠絲桿驅(qū)動；Y平臺安裝于X平臺上，所述焊槍安裝在Y平臺上。上述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法，包括焊接機(jī)器人的焊接路徑示教與焊接過程中焊槍位置的實(shí)時(shí)控制和焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整，具體包括如下步驟[0013]焊接前，通過機(jī)器人示教盒進(jìn)行焊接機(jī)器人的運(yùn)動軌跡示教，使用手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器設(shè)定焊接參數(shù)；使用手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器開啟弧焊電源與送絲機(jī)，焊接作業(yè)開始；在焊接過程中觀察現(xiàn)場的焊接狀況，當(dāng)焊槍偏離焊縫、焊槍到焊件的距離過大或過小時(shí)，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器控制焊接機(jī)器人或二維運(yùn)動平臺帶動焊槍相對焊件水平或垂直移動，進(jìn)行糾偏；當(dāng)電弧電壓、焊接電流、焊接速度過大或過小時(shí)，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器實(shí)時(shí)調(diào)整焊接電壓電流，并通過控制焊接機(jī)器人來控制焊接速度，實(shí)現(xiàn)焊接能量輸入的控制；當(dāng)焊接出現(xiàn)異?；蚝附幼鳂I(yè)完成時(shí)，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器關(guān)閉送絲機(jī)和弧焊電源?！ど鲜隹刂品椒ㄖ?，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器通過RS-232接口發(fā)送控制命令，在焊接過程中控制焊接機(jī)器人的運(yùn)動；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器發(fā)送指令，由機(jī)器人控制柜通過內(nèi)部機(jī)器人指令獲取機(jī)器人控制柜RAM中焊接機(jī)器人當(dāng)前的位置及速度參數(shù)，再向RS-232發(fā)送當(dāng)前的位置及速度參數(shù)，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器收到數(shù)據(jù)后通過液晶顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯不。上述控制方法中，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器控制二維運(yùn)動平臺上的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動X平臺和Y平臺，在焊接過程中帶動焊槍進(jìn)行X、Y軸方向的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。上述控制方法中，焊接前，通過機(jī)器人示教盒對焊接機(jī)器人進(jìn)行示教，并用手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器設(shè)置焊接電壓和焊接電流參數(shù)以及開啟弧焊電源和送絲機(jī)。在焊接過程中，根據(jù)現(xiàn)場的焊接狀況，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器發(fā)送命令修正焊接機(jī)器人的移動路徑，進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏和調(diào)整焊槍高度，避免焊接過程中由于焊件受熱發(fā)生變形導(dǎo)致的焊槍嚴(yán)重偏離焊縫和焊接不穩(wěn)定等問題。同時(shí)可以通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器實(shí)時(shí)調(diào)整焊接速度，焊接電壓，焊接電流等參數(shù)，進(jìn)一步提高焊接質(zhì)量。當(dāng)遇到異常情況或者需要焊接作業(yè)停止時(shí)，可直接按下手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器上面的按鍵及時(shí)停止焊接作業(yè)，保證安全。在焊接機(jī)器人末端與焊槍之間安裝二維運(yùn)動平臺，可使手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器在焊接過程中直接控制二維運(yùn)動平臺從而帶動焊槍進(jìn)行糾偏控制，不必通過串口通信發(fā)送命令間接由機(jī)器人控制柜控制焊接機(jī)器人，適應(yīng)實(shí)時(shí)性要求更高的場合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果1、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器能實(shí)時(shí)糾偏焊接軌跡和調(diào)整焊槍高度。2、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器能實(shí)時(shí)調(diào)整焊接電壓、焊接電流、焊接速度，實(shí)現(xiàn)焊接能量輸入的控制。3、以手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器為控制核心的焊接機(jī)器人系統(tǒng)擴(kuò)展容易，方便實(shí)時(shí)控制多臺焊接設(shè)備(如弧焊電源、送絲機(jī)、焊接機(jī)器人)。4、二維運(yùn)動平臺安裝于焊接機(jī)器人的末端，二維運(yùn)動平臺安裝焊槍，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器能直接控制二維運(yùn)動平臺從而帶動焊槍進(jìn)行糾偏控制和焊槍高度調(diào)整，實(shí)時(shí)性高。
5、所采用的手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器采用按鍵式，操作容易，成本低。
圖I是本實(shí)用新型的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制焊接機(jī)器人系統(tǒng)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器原理框圖。圖3是本實(shí)用新型的二維運(yùn)動平臺二維圖。[0024]圖4是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型不限于這些實(shí)施例。實(shí)施例I如圖I所示，該嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制焊接機(jī)器人系統(tǒng)主要包括焊接機(jī)器人7、機(jī)器人控制柜4、機(jī)器人示教盒3、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2、二維運(yùn)動平臺I、送絲機(jī)6及弧焊電源5。其中，系統(tǒng)以手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2為核心，與弧焊電源5、送絲機(jī)6、二維運(yùn)動平臺I、機(jī)器人控制柜4均有電線連接。機(jī)器人控制柜4為焊接機(jī)器人7的運(yùn)動控制核心，擁有自己的CPU，可接收命令控制焊接機(jī)器人7的運(yùn)動。焊接過程中焊接機(jī)器人7的位置和速度信息存儲于機(jī)器人控制柜4的RAM中。機(jī)器人示教盒3與機(jī)器人控制柜4相連，用于操作人員對焊接機(jī)器人7進(jìn)行示教。示教程序由機(jī)器人控制柜4的CPU解釋并操作焊接機(jī)器人7運(yùn)動。如圖2所示，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器以單片機(jī)為核心，外圍電路及模塊包括電源及復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、電磁繼電器模塊、RS-232接口、獨(dú)立按鍵模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、液晶顯不1旲塊。電源及復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路與單片機(jī)一起構(gòu)成單片機(jī)最小系統(tǒng)。電磁繼電器模塊用于啟動和停止弧焊電源5與送絲機(jī)6，僅通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上的按鍵就能同時(shí)控制多個(gè)焊接設(shè)備，操作方便，安全可靠，當(dāng)焊接過程中發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，可及時(shí)關(guān)閉弧焊電源停止焊接。RS-232接口實(shí)現(xiàn)手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2與機(jī)器人控制柜4之間的串行通信。一方面，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2通過RS-232發(fā)送控制命令，機(jī)器人控制柜4的CPU接收到數(shù)據(jù)后，控制焊接機(jī)器人7運(yùn)動。滿足焊接過程中的實(shí)時(shí)糾偏運(yùn)動和焊槍高度調(diào)整。另一方面，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2發(fā)送指令，由機(jī)器人控制柜4通過內(nèi)部機(jī)器人指令獲取機(jī)器人控制柜4的RAM中焊接機(jī)器人7當(dāng)前的位置及速度等參數(shù)，再向RS-232發(fā)送數(shù)據(jù)，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2收到數(shù)據(jù)后通過液晶顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。獨(dú)立按鍵模塊除了控制弧焊電源5與送絲機(jī)6的啟停外，主要用于焊接過程中發(fā)送修正命令控制焊接機(jī)器人的運(yùn)動，進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏、調(diào)整焊槍高度和焊接速度。手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2的CPU通過定時(shí)查詢方式獲取各個(gè)獨(dú)立按鍵的狀態(tài)，判斷將對焊接機(jī)器人7發(fā)出何種命令，包括“焊槍上移”、“焊槍下移”、“快速上移”、“快速下移” “焊槍左移”、“焊槍右移”、“快速左移”、“快速右移”、“加速”、“減速” “二倍加速”、“二倍減速”。A/D轉(zhuǎn)換模塊與手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上的變阻器旋鈕相連。變阻器與弧焊電壓的內(nèi)部電路連接，用于調(diào)整焊接電壓電流值。當(dāng)通過旋鈕調(diào)整焊接電壓和焊接電流時(shí)，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2的CPU通過A/D轉(zhuǎn)換模塊獲得與旋鈕位置對應(yīng)的電壓電流值，然后由液晶顯示屏顯示當(dāng)前電壓電流值。實(shí)施例2在實(shí)施例I中，焊接過程中的實(shí)時(shí)糾偏功能和焊槍高度的調(diào)整是手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2通過RS-232接口與機(jī)器人控制柜4進(jìn)行串行通信實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)過程包括手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上按鍵按下、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2的CPU檢測按鍵按下并進(jìn)行判斷、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2通過串口發(fā)送命令數(shù)據(jù)、機(jī)器人控制柜4的CPU響應(yīng)中斷，機(jī)器人控制柜4接收數(shù)據(jù)并處理數(shù)據(jù)、機(jī)器人控制柜4發(fā)出驅(qū)動命令控制焊接機(jī)器人7動作。這個(gè)過程花費(fèi)了較多的時(shí)間開銷。本實(shí)施例在實(shí)施例I的基礎(chǔ)上，增加二維運(yùn)動平臺I。如圖3所示，該二維運(yùn)動平臺I包括X平臺d和Y平臺e,均由步進(jìn)電機(jī)a通過傳動絲桿b帶動平臺運(yùn)動。二維運(yùn)動平臺的X平臺d安裝于焊接機(jī)器人c末端，Y平臺e安裝于X平臺d上，并在Y平臺上面安裝焊槍f?？赏ㄟ^手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器控制二維運(yùn)動平臺上的步進(jìn)電機(jī)a驅(qū)動X平臺d和Y平臺e，在焊接過程中直接帶動焊槍f進(jìn)行X、Y軸方向的調(diào)整，從而進(jìn)行焊接軌跡糾偏，調(diào)整焊槍到工件的距離，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的場合。另外，在手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2的編程中也不用涉及到焊接機(jī)器人運(yùn)動函數(shù)的調(diào)用，實(shí)現(xiàn)更為簡單方便。如圖3所示，焊接前，根據(jù)焊縫的具體情況，通過機(jī)器人示教盒3對焊接機(jī)器人7進(jìn)行示教，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2設(shè)置焊接電壓和焊接電流參數(shù)。焊接過程中，技術(shù)人員觀察焊接情況。一般情況下，焊件都會受熱產(chǎn)生變形，特別是薄板焊件。此時(shí)焊接技術(shù)人員使用手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，例如當(dāng)焊槍軌跡偏離焊縫時(shí)，可按下手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上的“焊槍左移”、“焊槍右移”按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，若偏離較大時(shí)，可按下“快速左移”、“快速右移”按鍵。當(dāng)由于工件的變形導(dǎo)致焊槍與焊件的垂直距離產(chǎn)生變化時(shí)，可按下“焊槍上移”、“焊槍下移”按鍵進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，同樣具有“快速上移”、“快速下移”按鍵。當(dāng)焊槍經(jīng)過圓弧或不規(guī)則曲線時(shí)，又可以通過“加速”、“減速” “二倍加速”、“二倍減速”按鍵控制焊接速度，保證焊接質(zhì)量。當(dāng)觀察到焊件坡口填不滿或坡口堆積時(shí)，可操作手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上的電壓電流旋鈕進(jìn)行電壓電流的調(diào)整。當(dāng)焊接出現(xiàn)異常時(shí)，通過手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器2上的按鍵及時(shí)關(guān)閉弧焊電源5和送絲機(jī)6，停止焊接操作，保證安全。
權(quán)利要求1.ー種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于包括焊接機(jī)器人、機(jī)器人控制柜、機(jī)器人示教盒、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器、ニ維運(yùn)動平臺、送絲機(jī)及弧焊電源，其中，ニ維運(yùn)動平臺安裝于焊接機(jī)器人的末端，ニ維運(yùn)動平臺安裝有焊槍；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器分別與ニ維運(yùn)動平臺、機(jī)器人控制柜、送絲機(jī)和弧焊電源電連接；機(jī)器人示教盒與機(jī)器人控制柜相連，用于對焊接機(jī)器人進(jìn)行示教；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器用于控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷，控制ニ維運(yùn)動平臺帶動焊槍運(yùn)動，發(fā)送命令給機(jī)器人控制柜并由機(jī)器人控制柜控制焊接機(jī)器人運(yùn)動，在焊接過程中實(shí)時(shí)調(diào)整弧焊電源輸出的電壓和電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)器人控制柜包含用于接收手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器發(fā)送的命令并控制焊接機(jī)器人運(yùn)動的CPU和用于存儲焊接過程中焊接機(jī)器人的位置和速度信息的RAM。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于所述手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器包括單片機(jī)和分別與所述單片機(jī)連接的電源及復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、電磁繼電器模塊、RS-232接ロ、獨(dú)立按鍵模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路、液晶顯示模塊，其中，電磁繼電器模塊與送絲機(jī)和弧焊電源連接，用于控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷；RS-232接ロ與機(jī)器人控制柜連接，用于實(shí)現(xiàn)手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器與機(jī)器人控制柜之間的串行通信；手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器上還設(shè)有用于調(diào)節(jié)弧焊電源電壓電流的旋鈕；A/D轉(zhuǎn)換模塊與弧焊電源通過所述旋鈕連接，用于檢測弧焊電源輸出的電壓電流；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路與ニ維運(yùn)動平臺上的步進(jìn)電機(jī)連接，用于驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)；液晶顯示模塊用于顯示焊接參數(shù)；所述獨(dú)立按鍵模塊包括有用于糾偏焊接軌跡、調(diào)整焊接參數(shù)、啟停送絲機(jī)、開斷弧焊電源的各個(gè)按鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3任一項(xiàng)所述的嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于ニ維運(yùn)動平臺包括X平臺和Y平臺，均由步進(jìn)電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動滾珠絲桿驅(qū)動；Y平臺安裝于X平臺上，所述焊槍安裝在Y平臺上。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種嵌入式多設(shè)備實(shí)時(shí)控制的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，系統(tǒng)包括焊接機(jī)器人、機(jī)器人控制柜、機(jī)器人示教盒、手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器、二維運(yùn)動平臺、送絲機(jī)及弧焊電源，該系統(tǒng)以手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器為控制核心，手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器與機(jī)器人控制柜、二維運(yùn)動平臺、送絲機(jī)和弧焊電源電連接。本實(shí)用新型利用手持嵌入式實(shí)時(shí)控制器，實(shí)現(xiàn)糾偏焊接軌跡、調(diào)整焊接參數(shù)、顯示焊接參數(shù)、實(shí)時(shí)控制送絲機(jī)的啟停和弧焊電源的開斷的功能。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)焊接前焊接機(jī)器人的焊接路徑示教、焊接參數(shù)設(shè)定與焊接過程中焊槍位置的實(shí)時(shí)控制、焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)整相結(jié)合。
文檔編號B23K9/095GK202571548SQ201220125649
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者石永華, 鄭澤培, 段錦程 申請人:華南理工大學(xué)