[實用新型]人機協作機器人激光焊接及檢測系統

有效

• 申請號: 201820186349.2
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN207873397U
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 溫天哲;邢聯大;孫鵬展;孫京;王小明;謝長勝
• 申請（專利權）人: 山西通創激光先進制造有限公司
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供一種人機協作機器人激光焊接及檢測系統，系統包含激光焊接單元、協作型機器人單元及光學掃描檢測單元；其中，以機器人為中心，激光焊接單元安裝在機器人左前方，三維掃描檢測單元安裝在機器人右前方，各單元均位于機器人工作范圍內；協作機器人單元左后方安裝有工件存放臺，在光學掃描檢測單元右后方放置有成品存放箱。本實用新型采用人機協作型機器人，操作者和機器人可以共用一臺激光焊接機，將激光焊接和工件的掃描檢測結合在一個工位，節省了設備、人工和場地投入，提高了生產效率。

技術領域

本實用新型屬于自動化焊接及檢測領域，尤其涉及一種人機協作機器人激光焊接及檢測系統。

背景技術

在激光自動化焊接領域內，常見的焊接方式是機器人與激光焊接機的配合應用，或是機器人與檢測設備的配合應用，而且一般使用工業機器人，使用時必須設有防護隔離裝置，當工業機器人工作時禁止操作者進入其工作區域。這樣激光焊接機就只能用于自動化作業，無法用于部分工件需要手工輔助焊接的場合。此外，在進行自動化檢測時需在檢測室中配備另一臺機器人，從而導致設備、人員投入多，占用場地多。

實用新型內容

針對上述情況，本實用新型的目的在于提供一種人機協作機器人激光焊接及檢測系統，旨在解決操作者和機器人可共用一臺激光焊接機，而且焊接機器人可協助進行工件檢測的問題。

為實現上述目的，本實用新型所采取的技術方案是：提供一種人機協作機器人激光焊接及檢測系統；系統包含激光焊接單元、協作型機器人單元及光學掃描檢測單元三個單元；其中，以機器人為中心，激光焊接單元安裝在機器人左前方，光學掃描檢測單元安裝在機器人右前方，各單元均位于機器人手臂工作行程內；協作型機器人單元左后方安裝有工件存放臺，操作者將加工后的工件放置在工件存放臺上等待機器人抓取；在光學掃描檢測單元右后方放置有成品存放箱，用于區分放置合格與不合格品。

所述激光焊接單元與協作型機器人單元間使用通信電纜進行串口連接，通過系統控制模塊進行工作模式信號、系統動作順序、工作狀態信號、報警監測信號的傳遞，從而在機器人單元配合下完成工件焊接。光學掃描檢測單元與協作型機器人單元同樣通過通信電纜進行串口連接，通過系統控制模塊進行系統動作順序、工作狀態信號、報警監測信號、檢測判定信號的傳遞，從而在協作型機器人單元的配合下完成焊接部位的掃描檢測。

所述激光焊接單元，由激光單元、冷卻單元及電控單元組成；其中，激光單元、冷卻單元分別與電控單元進行連接；冷卻單元用于維持激光器溫度恒定，電控單元是整臺設備的電力供給和電氣控制部分；系統設有手動和自動兩種工作模式，可通過電控單元中控制面板進行模式切換。

所述協作型機器人單元，由機器人與控制單元組成；機器人采用人機協作型六軸機器人并配有夾爪，配置有力傳感器和嵌入式安全系統，無需設置安全防護措施，操作者可以與機器人友好協同作業。

所述光學掃描檢測單元，由圖形掃描模塊、數據處理模塊及控制系統組成；所述數據處理模塊指三維測量比對軟件；所述圖形掃描模塊包括三維光學掃描儀及其用于固定、照明的掃描輔助裝置。

工作流程：作業前操作者將系統各設備參數、狀態調整至合格；調試結束后系統開始執行焊接作業，操作者將系統工作模式設置為手動模式，然后手持待焊接組件，操作激光焊接機將待焊接組件手動焊接拼接；手動拼接并目視檢查合格后操作者將工件放置到工件存放臺指定位置；手動作業結束后，操作者將系統工作模式切換為自動模式，通過激光焊接機控制面板上的按鈕向系統發送指令開始自動作業；機器人接收到系統指令后按照程序設定的路徑抓取工件并移動至激光焊接機工位的焊接位置；機器人移動到位后，向激光焊接機發送焊接指令，激光焊接機收到指令發射激光，機器人同時按照程序設定的動作路徑移動工件完成焊接。焊接完成后，激光焊接機停止發射激光；完成焊接作業后操作者可以將系統工作模式切換為手動模式進行下個工件的手動焊接作業，系統處于手動模式時機器人不會向激光焊接工位靠近，可以執行后續掃描、搬運作業，若后續作業完成則移動至原點位置保持待機狀態。這樣的程序設置可以使操作者作業安全系數更高。