[發(fā)明專利]一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310575996.4
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103722278A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志來;朱麗霞;汪星;魯周迪;陳汀
• 申請（專利權(quán)）人: 南京鵬力科技有限公司
• 主分類號: B23K9/127
• 分類號: B23K9/127
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器、伺服運動控制器、激光傳感器、觸摸屏、第一至第三伺服放大器、第一至第三伺服電機；所述PLC控制器分別和伺服運動控制器、激光傳感器、觸摸屏相連接，伺服運動控制器分別和第一至第三伺服放大器相連接，第一至第三伺服放大器分別對應(yīng)連接第一至第三伺服電機；

所述觸摸屏用以實現(xiàn)焊接參數(shù)的輸入設(shè)置和顯示；

所述激光傳感器用以掃描所需焊接的坡口焊縫的實際位置，并將位置信息上傳至PLC控制器；

PLC控制器產(chǎn)生控制信號，并將控制信號發(fā)送至伺服運動控制器；

伺服運動控制器將控制信號經(jīng)過伺服放大器發(fā)送至伺服電機；

第一至第三伺服電機的控制方位對應(yīng)空間立體坐標(biāo)系的三個軸向，分別控制焊接機械手在水平面上橫、縱方向的位移和豎直方向上、下的位移。

2.如權(quán)利要求1所述的一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器中具體包括：數(shù)據(jù)接收功能模塊、數(shù)據(jù)存儲功能模塊、命令下達(dá)功能模塊、安全監(jiān)測功能模塊；

數(shù)據(jù)接收功能模塊用于接收激光傳感器采集的位置信息以及伺服運動控制器傳送至伺服電機的控制信號；

數(shù)據(jù)存儲功能模塊用于存儲數(shù)據(jù)接收功能模塊中接收到的位置信息和控制信號；

命令下達(dá)功能模塊用于生成控制信號，并將控制信號發(fā)送至伺服運動控制器；

安全監(jiān)測功能模塊用于對伺服電機的動作進(jìn)行實時監(jiān)測和安全保護(hù)，在發(fā)生故障時產(chǎn)生報警信號。

3.如權(quán)利要求1所述的一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于，所述伺服運動控制器中具體包括：絕對位置檢測模塊、原點回歸模塊、JOG操作控制模塊、單軸定位控制模塊、多軸插補控制模塊、恒速控制模塊；

絕對位置檢測模塊用于能實時檢測當(dāng)前焊接機械手的絕對位置；

原點回歸模塊用于確認(rèn)焊接機械手的原點位置；

JOG操作控制模塊用于實現(xiàn)三個軸向的伺服電機單獨啟動或者同時啟動；

單軸定位控制模塊用于實現(xiàn)焊接機械手在空間立體坐標(biāo)系中的單軸上，從當(dāng)前停止位置到指定位置的定位控制；

多軸插補控制模塊用于實現(xiàn)焊接機械手在空間立體坐標(biāo)系中的多軸上，從當(dāng)前停止位置到指定位置的插補控制；

恒速控制模塊用于實現(xiàn)焊接機械手以指定的定位方式、定位速度依次通過預(yù)先設(shè)定的經(jīng)過點。

4.如權(quán)利要求1所述的一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于：所述PLC控制器與伺服運動控制器之間、伺服運動控制器與伺服放大器之間均通過SSNETⅢ光纖網(wǎng)絡(luò)相連接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于：所述激光傳感器與PLC控制器之間通過RS422通訊方式相連接。

6.如權(quán)利要求1所述的一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)，其特征在于：所述觸摸屏與PLC控制器之間通過RS485通訊方式相連接。

7.基于權(quán)利要求1所述一種焊接機械手坡口焊縫軌跡的激光尋址系統(tǒng)的激光尋址方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟一、將激光傳感器產(chǎn)生的激光光束紅斑停留在即預(yù)掃描位置上，由激光尋址系統(tǒng)記錄下掃描點地址的X軸坐標(biāo)及預(yù)掃描地址的XYZ軸坐標(biāo)；

步驟二、激光尋址系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的焊縫類型規(guī)劃掃描方向、掃描距離、掃描點與實際點的位移偏差；

步驟三、激光傳感器沿Y軸方向做直線運動，在此過程中激光尋址系統(tǒng)記錄激光傳感器的位移數(shù)據(jù)，在位移數(shù)據(jù)發(fā)生突變時，記錄下掃描點地址的Y軸坐標(biāo)；

步驟四、激光傳感器的掃描動作結(jié)束后，激光尋址系統(tǒng)停留在激光掃描結(jié)束點，記錄掃描點地址的Z軸坐標(biāo)；

步驟五、激光尋址系統(tǒng)根據(jù)掃描點地址的三軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)，結(jié)合掃描點與實際點的位移偏差，換算出實際點地址的三軸坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

步驟六、將實際點地址的三軸坐標(biāo)存入激光尋址系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中，依次按照每個實際點的三軸坐標(biāo)得出焊接路徑。