[發明專利]一種焊接機器人及其姿態控制方法

有效

• 申請號: 201710766630.3
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107378335B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 王銳
• 申請（專利權）人: 新昌縣管富機械有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B25J9/16
• 代理公司: 杭州知管通專利代理事務所(普通合伙) 33288
• 代理人: 蔡躍井

一種焊接機器人的姿態控制方法，所述控制系統依據接收到的信息判斷能量檢測器檢測到的能量差值，若該差值絕對值小于預先設定的閥值，則控制系統不對機械臂進行姿態調整；若該差值大于等于所述閥值，則控制系統向機械臂發出運動指令，控制機械臂進行姿態調整，直至該差值小于所述閥值以將焊槍移動到接縫的正上方且垂直于所述板材所在平面。

技術領域

一種焊接機器人姿態控制方法。

背景技術

焊接機器人是一種在自動控制器的控制下完成焊接操作的機械設備，焊接機器人的焊接質量可靠、精度高、環境適應性好，因此機器人焊接的應用越發廣泛和普遍。

為了使機器人能夠沿著預定焊接路徑完成焊接工作，預定的程序必須被提前設定，然而，由于存在控制誤差、機械誤差等各種誤差，使得機器人的實際焊接路徑與預定焊接路徑之間存在一定的焊接誤差；在高精度焊接場合，通過各種傳感器或控制算法以將焊接誤差盡可能的降低到最小。基于此，針對現有減少焊接誤差的設備和方法的成本高、控制復雜，本發明用于提供一種結構簡單、成本低、控制方式可靠的系統，以盡可能的降低由于焊槍傾斜而引起的焊縫強度均勻性差、焊縫質量不合格等問題。

發明內容

本發明提供一種結構簡單、成本低、控制方式簡單、可靠性高的系統及其姿態控制方法，用于解決焊接均勻性差、焊縫質量差的問題。

一種焊接機器人，包括機械臂、固定在機械臂末端的保持架、安裝在機械臂末端上的焊槍以及安裝在保持架上的誤差校正系統，根據控制系統的指令，所述機械臂驅動焊槍位于接縫上方并沿預定路徑移動以完成兩板材的焊接；所述誤差校正系統包括第一、第二檢測部件以及濾波器；所述檢測部件包括分別位于焊槍一側和另一側的能量發射器和能量檢測器；并且，第一檢測部件的能量發射器和第二檢測部件的能量檢測器位于焊槍的同一側；所述第一、第二檢測部件被設定為具有不同的發射和接收頻率以避免二者相互干擾；兩所述能量檢測器分別檢測各自對應的能量發射器發射的、經所述板材反射后的信號；兩所述能量檢測器分別連接第一、第二濾波器，所述第一、第二濾波器分別將檢測到的信號處理后發送到所述控制系統；所述控制系統依據接收到的信息控制機械臂進行位姿調整以將焊槍移動到接縫的正上方。

本發明還提供一種焊接機器人的姿態控制方法，

所述焊接機器人包括機械臂、固定在機械臂末端的保持架、安裝在機械臂末端上的焊槍以及安裝在保持架上的誤差校正系統，所述誤差校正系統包括第一、第二檢測部件及濾波器；所述檢測部件包括分別位于焊槍一側和另一側的能量發射器和能量檢測器；并且，第一檢測部件的能量發射器和第二檢測部件的能量檢測器位于焊槍的同一側；

具體控制過程為：

根據控制系統的指令，所述機械臂驅動焊槍位于接縫上方并沿預定路徑移動以完成兩板材的焊接；

兩所述能量檢測器分別檢測各自對應的能量發射器發射的、經所述板材反射后的信號；

兩所述能量檢測器分別連接第一、第二濾波器，所述第一、第二濾波器分別將檢測到的信號進行處理并發送到所述控制系統；

所述控制系統依據接收到的信息計算兩能量檢測器檢測到的信號差值，若該差值絕對值小于預先設定的閥值，則控制系統不對機械臂進行姿態調整；若該差值大于等于所述閥值，則控制系統向機械臂發出運動指令，控制機械臂進行姿態調整，直至該差值小于所述閥值以將焊槍移動到接縫的正上方且垂直于所述板材所在平面。

為了防止焊弧影響能量發射器和能量接收器的工作，設置合適的濾波器連接能量檢測器，保證了信號采集的準確性同時不影響焊接操作。

不同的發射和接收頻率能夠防止兩組能量發射器和能量檢測器之間的干擾；可通過調整能量發射器連接的驅動器的脈沖頻率來實現，從而實現了不同的能量發射器具有不同的頻率。可以使用更多的能量發射器和能量檢測器來提供更多信息以提高焊槍控制的分辨率，比如采用三組、四組、五組或更多的檢測部件。