[實用新型]用于汽車制造生產線上的六軸機器人系統的三維定標裝置

無效

• 申請號: 200620163369.5
• 申請日: 2006-12-02
• 公開（公告）號: CN200977655Y
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發明（設計）人: 劉馨;梁建;占朝陽
• 申請（專利權）人: 武漢德寶機電設備制造有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J13/00;B25J19/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所
• 代理人: 雷速

技術領域

本實用新型涉及檢測控制裝置，尤其是一種用于汽車制造生產線上的六軸機器人系統的三維定標裝置。

背景技術

六軸機器人已經在汽車工業自動化領域得到廣泛應用，如涂膠、噴漆、焊接、裝卸、包邊等。以發動機缸體裝配流水線上的六軸涂膠機器人涂膠系統為例，可以了解機器人在該領域的應用情況。六軸涂膠機器人涂膠必須在一定精度范圍內才能進行，即每次運行涂膠程序之前，都必須保證工件到位點在要求的精度范圍以內，這就需要合適的定標方式。現行的定標方式大體上有兩種思路：一種是工件準確到位，機器人直接運行涂膠程序。一般是在生產線上安裝伺服定位裝置，由伺服電機準確的將工件送到指定點，然后由定位銷固定工件的位置，保證每個工件到位后都能機械定位在精度要求范圍以內，最后機器人運行涂膠程序；第二種是由機器人自動校正涂膠面。由于種種原因，工件不能精確到達指定點，即每次工件到位后，誤差范圍較大，不能滿足機器人直接涂膠的要求，如要求操作精度為0.5mm，而工件到位精度只能達到4mm。此時機器人要有一套檢測程序，檢測到工件的位置偏差，并能夠自動校正涂膠面，然后在校正的涂膠面上涂膠。對于第二種方式，目前通常采用視覺傳感器檢測每個到位的工件位置偏差。但是視覺檢測系統開發周期長、成本高，而且必須自帶一套復雜的硬件設施用于圖像處理，編寫復雜的軟件用于圖像識別，此種方式在有些場合是不必要的。

發明內容

本實用新型為簡化汽車制造生產線上六軸機器人系統的三維定標裝置結構、降低其測控成本而提出。所用硬件僅為普通開關量光電傳感器及PLC可編程控制器，運用三角函數關系，可將有4mm到位精度誤差的工件補償達到0.5mm的定標精度，從而能滿足絕大部分汽車工業上涂膠、噴漆、焊接、裝卸、包邊等要求。

所述用于汽車制造生產線上的六軸機器人系統的三維定標裝置包括六軸機器人，光電傳感器，控制系統，其特征是：所述光電傳感器是一種開關量光電傳感器，此光電傳感器固定于安裝在六軸機器人上的夾具上；所述控制系統由六軸機器人，PC計算機及PLC可編程控制器組成；開關量光電傳感器的信號端與PLC可編程控制器的數字量輸入模塊相連，PLC可編程控制器的數字量輸出模塊與六軸機器人的I/O接口相連。

此用于汽車制造生產線上的六軸機器人系統的三維定標裝置將開關量光電傳感器固定于安裝在機器人第六軸法蘭上的夾具上，光電傳感器與PLC進行通訊連接，PLC與機器人進行通訊連接，機器人運行運動程序，安裝在第六軸的傳感器也隨之移動，當傳感器檢測光束碰到缸體邊緣的時候，傳感器觸發信號傳給PLC，PLC確定該觸發信號有效后，給機器人一個控制信號，機器人測算移動距離值，然后通過三角函數換算，做出補償，得出實時坐標系，機器人在實時坐標系中為當前工件涂膠。在生產線到位工件只有4mm精度的情況下，通過機器人自身的檢測和調整，即能夠滿足校正到0.5mm精度的涂膠要求，效果非常不錯。采用這種定標方法，大幅度的降低了檢測功能的本成，大幅度的縮短了檢測功能的開發時間，簡化了硬件安裝，減輕了設計人員的工作量。

附圖說明

圖1為本實用新型系統結構圖；

圖2為電氣原理圖；

圖3為用戶坐標系示意圖；

圖4為傳感器檢測位置圖。

具體實施方式

本實用新型選擇的是檢測距離為100mm±10mm的光電傳感器，在檢測距離范圍內，傳感器光束射到目標物上的光斑直徑小于0.5mm。圖1中，所述裝置由機器人3，包括機器人I/O接口3-1，PC計算機1，PLC可編程控制器2，開關量光電傳感器4構成，傳感器4固定在機器人第六軸上的夾具5上，之間由需要遵守的通訊協議規定下的電氣電纜6連接。

圖2中，PLC可編程控制器2包括CPU模塊9、電源模塊10、數字量輸入模塊7、數字量輸出模塊8。

如圖1、2示，機器人第六軸上安裝有相應的夾具5，開關量光電傳感器4固定在該夾具上；六軸機器人3、PC計算機1、PLC可編程控制器2、開關量光電傳感器4之間由需要遵守的通訊協議規定下的電氣電纜6連接；其中開關量光電傳感器4的信號端通過電氣電纜6與PLC可編程控制器2的數字量輸入模塊7的I4.0通道7-1相連，PLC可編程控制器的數字量輸出模塊8的Q6.3通道8-4通過電氣電纜6與六軸機器人3的I/O接口3-1相連。