[發明專利]一種自動化機器人智能焊接系統

在審

• 申請號: 201710977525.4
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN107498230A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 張劍;王勇;鄭柱;李澤龍;畢文健
• 申請（專利權）人: 佛山市南方數據科學研究院
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，

包括控制系統、電流調節裝置、焊機、電流表、第四單向閥、液壓油泵、夾具系統、機器視覺系統、機器人系統、焊接系統和安全防護系統；

所述的控制系統包括機器人控制柜、一個PLC控制柜和人機界面；

所述的機器人控制柜控制機器人本體運動；

所述的PLC控制柜通過電纜與機器人控制柜通信；

所述人機界面通過電纜與PLC控制柜、機器人控制柜通信，人機界面是該系統的運行監控和顯示平臺，設置啟動按鈕、停止按鈕和焊接程序切換按鈕；

所述的夾具系統包括一個上料機器人夾具、兩個供料機器人夾具、兩個上料毛坯架和兩個成品架；

所述的上料機器人夾具與機器人手腕連接，機器人手腕旋轉帶動上料機器人夾具轉動，上料機器人夾具內安裝焊縫檢測傳感器、測距傳感器和電永磁鐵，電永磁鐵用于夾緊管樁端板毛坯；

所述電流調節裝置、焊機和電流表均串聯，電流表的測量值輸出端連接機器人系統的第一信息輸入端，機器人系統的第二信息輸入端連接電流調節裝置；

液壓油泵的液壓油輸入端連接有油箱，液壓油泵的液壓油輸出端連接有第二單向閥和第三單向閥，第二單向閥連接有第一單向閥和第一同步閥，第一單向閥連接油箱，第一同步閥連接有第一液壓缸、第一液壓缸、第三液壓缸和第四液壓缸；

第一液壓缸、第二液壓缸、第三液壓缸和第四液壓缸連接有第二同步閥，第二同步閥連接第三單向閥和第四單向閥，第四單項閥連接油箱；

機器人系統的控制信息輸出端連接第一單向閥、第二單向閥、第一同步閥、第二同步閥、第三單向閥、第四單向閥和液壓油泵

所述的兩個供料機器人夾具內安裝測距傳感器和和電永磁鐵；

所述的兩個成品架放置在兩個供料機器人手臂下方；

所述的底座上安裝汽缸鎖緊裝置，將上料毛坯架固定在底座上；

所述的機器視覺系統包括CCD傳感器、輔助光源和工控機；

所述的工控機位于PLC控制柜內，工控機內安裝數據采集卡和圖像處理軟件；

在輔助光源照射下，所述的CCD圖像傳感器對管樁端板拍照獲取焊縫圖像，數據采集卡將焊縫圖像傳輸給圖像處理軟件，圖像處理軟件對焊縫圖像進行圖像預處理和特征提取得到焊縫圖像特征點，圖像處理軟件由焊縫圖像特征點得到焊縫數據信息，并將焊縫數據信息傳送至焊接機器人控制柜，焊接機器人控制柜根據控制算法得出焊縫數據信息與機器人關節變量之間的轉換關系；

PLC控制柜向焊接機器人控制柜發送開始焊接指令，焊接機器人控制柜執行焊接程序，控制焊接機器人完成焊接任務得到成品；

所述的機器人系統包括兩個供料機器人、兩個焊接機器人和一個上料機器人；

所述的上料機器人位于中轉工位臺后方，上料機器人兩側各有一個上料毛坯架，上料機器人通過焊縫檢測傳感器檢測管樁端板毛坯的焊縫位置，夾緊管樁端板毛坯后將其搬運至中轉工位臺；

所述的兩個供料機器人背向放置于中轉工位臺前方兩側，將中轉工位臺上的管樁端板毛坯搬運至CCD傳感器下方拍照后移至焊接機器人，并將成品搬運至成品架；

所述的兩個焊接機器人并排放置在兩個供料機器人前方；

另一供料機器人重復上述供料機器人的動作，依次進行焊接。

2.根據權利要求1所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的焊縫數據信息包括焊縫寬度和焊縫中心線坐標，焊縫寬度X為1≤X≤3mm，焊接機器人控制柜在不同焊縫寬度區間調用不同焊接程序，焊接機器人執行不同動作指令；所述的動作指令為焊槍的焊接速度和移動軌跡。

3.根據權利要求1所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的焊接系統與焊接機器人控制柜連接，包括焊槍、焊接電源、氣瓶和清槍器。

4.根據權利要求1所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的安全防護系統包括外圍護欄、安全門、防碰撞傳感器和安全光柵。

5.根據權利要求3所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的焊槍安裝于焊接機器人手腕部位。

6.根據權利要求3所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的焊接電源與焊接機器人控制柜通信，輸出焊接電壓和電流。

7.根據權利要求3所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的氣瓶為焊槍提供CO2氣源，焊接采用CO2保護焊。

8.根據權利要求3所述的自動化機器人智能焊接系統，其特征在于，所述的清槍器剪切焊槍內焊絲末端殘渣，并對焊槍噴灑硅油。