[實(shí)用新型]基于遠(yuǎn)程校正的船舶組立板架結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202021008421.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN212218498U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮志強(qiáng);王躍飛;陳海鋒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北部灣大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B25J11/00
• 分類(lèi)號(hào): B25J11/00;B25J9/16;B23K31/02
• 代理公司: 廣西中知科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 45130
• 代理人: 趙團(tuán)軍

本實(shí)用新型涉及船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于遠(yuǎn)程校正的船舶組立板架結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人，包括隨動(dòng)焊接機(jī)器人、主動(dòng)機(jī)器人、控制系統(tǒng)與人機(jī)交互系統(tǒng)；隨動(dòng)焊接機(jī)器人的末端安裝有結(jié)構(gòu)光視覺(jué)掃描裝置、焊槍?zhuān)S動(dòng)焊接機(jī)器人上安裝有焊接機(jī)器人控制器，主動(dòng)機(jī)器人的末端安裝有焊槍模型、施力把手，主動(dòng)機(jī)器人的上安裝有主動(dòng)機(jī)器人控制器，施力把手底部安裝有力覺(jué)傳感器；主動(dòng)機(jī)器人控制器包括阻抗控制器、模糊自整定控制器、逆動(dòng)態(tài)模型。本實(shí)用新型的隨動(dòng)焊接機(jī)器人受主動(dòng)機(jī)器人隨動(dòng)控制，通過(guò)施加外力于施力把手，可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)機(jī)器人末端的位置和力的柔順性控制，使隨動(dòng)焊接機(jī)器人焊接軌跡回到自主掃描范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校正。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及船舶設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于遠(yuǎn)程校正的船舶組立板架結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人。

背景技術(shù)

在船舶制造中，焊接占據(jù)著重要位置。船舶板架結(jié)構(gòu)是船舶艙室的典型結(jié)構(gòu)，其焊縫結(jié)構(gòu)形式多樣，量小品多，焊縫短小，因此船舶板架結(jié)構(gòu)的焊接，對(duì)焊接機(jī)器人的轉(zhuǎn)配精度要求更高。現(xiàn)有也出現(xiàn)用于船舶板架結(jié)構(gòu)的智能焊接機(jī)器人，如公告號(hào)為CN 206484130U專(zhuān)利名稱(chēng)為用于船舶板架結(jié)構(gòu)機(jī)器人的智能焊接系統(tǒng)的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了智能焊接系統(tǒng)包括焊接裝置、與焊接裝置相連的數(shù)字化焊接電源和控制系統(tǒng)；焊接裝置包括導(dǎo)軌和設(shè)在導(dǎo)軌上的焊接機(jī)器人系統(tǒng)，控制系統(tǒng)連接有一人機(jī)交互系統(tǒng)，所述的人機(jī)交互系統(tǒng)對(duì)焊接機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行控制；焊接機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)械手臂，機(jī)械手臂連接有激光掃面件和焊槍裝置。但由于該系統(tǒng)的工件焊縫寬度的允許范圍是V型坡口底部寬度小于5mm，頂部寬度在5mm-50mm之間，當(dāng)工件焊縫的間距呈現(xiàn)不規(guī)則的情況，使得工件焊縫部分超出允許范圍，容易導(dǎo)致自動(dòng)循跡識(shí)別出現(xiàn)偏差，當(dāng)出現(xiàn)偏差時(shí)，需要收起焊弧現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校正，導(dǎo)致校正過(guò)程效率低，容易導(dǎo)致無(wú)法及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù)，從而影響焊接質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供基于遠(yuǎn)程校正的船舶組立板架結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人，通過(guò)設(shè)置隨動(dòng)焊接機(jī)器人和主動(dòng)機(jī)器人，隨動(dòng)焊接機(jī)器人設(shè)置于遠(yuǎn)程端，通過(guò)控制主動(dòng)機(jī)器人可對(duì)隨動(dòng)焊接機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程校正，解決了現(xiàn)有焊接機(jī)器人不能遠(yuǎn)程操作效率低下的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：基于遠(yuǎn)程校正的船舶組立板架結(jié)構(gòu)焊接機(jī)器人，包括隨動(dòng)焊接機(jī)器人、主動(dòng)機(jī)器人、控制系統(tǒng)與人機(jī)交互系統(tǒng)；

所述隨動(dòng)焊接機(jī)器人的末端安裝有結(jié)構(gòu)光視覺(jué)掃描裝置、焊槍?zhuān)鲭S動(dòng)焊接機(jī)器人上安裝有焊接機(jī)器人控制器，所述焊接機(jī)器人控制器輸入端與所述結(jié)構(gòu)光視覺(jué)掃描裝置連接，所述焊接機(jī)器人控制器輸出端與所述隨動(dòng)焊接機(jī)器人輸入端連接；

所述主動(dòng)機(jī)器人的末端安裝有焊槍模型、施力把手，所述主動(dòng)機(jī)器人上安裝有主動(dòng)機(jī)器人控制器，所述施力把手底部安裝有力覺(jué)傳感器；所述主動(dòng)機(jī)器人控制器包括阻抗控制器、模糊自整定控制器、逆動(dòng)態(tài)模型；

所述阻抗控制器的輸入端分別與所述力覺(jué)傳感器、所述隨動(dòng)焊接機(jī)器人控制器連接，所述阻抗控制器的輸出端與主動(dòng)機(jī)器人的輸入端連接；所述阻抗控制器用于通過(guò)獲取隨動(dòng)焊接機(jī)器人的位置信息和施加于施力把手的力信息，并通過(guò)計(jì)算得到位置誤差和外力值后傳送給主動(dòng)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)機(jī)器人末端的力和位置的柔順控制；

所述模糊自整定控制器的輸入端分別與所述力覺(jué)傳感器、所述隨動(dòng)焊接機(jī)器人控制器連接，所述模糊自整定控制器的輸出端與所述阻抗控制器連接；所述模糊自整定控制器用于獲取隨動(dòng)焊接機(jī)器人位置變化量和外界力變化量的實(shí)時(shí)值，實(shí)時(shí)調(diào)整比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整阻抗控制器的輸出值；

所述逆動(dòng)態(tài)模型的一個(gè)輸出端接入與所述阻抗控制器與所述主動(dòng)機(jī)器之間的加法器，所述逆動(dòng)態(tài)模型的另一個(gè)端輸出端與焊接機(jī)器人控制器、所述控制系統(tǒng)連接；所述逆動(dòng)態(tài)模型用于接收所述阻抗控制器輸出的力信息和位置信息，計(jì)算主動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟隨誤差，進(jìn)行軌跡跟隨糾偏控制；

所述焊接機(jī)器人控制器、所述逆動(dòng)態(tài)模型通過(guò)通信電纜與所述控制系統(tǒng)連接，所述隨動(dòng)焊接機(jī)器人受主動(dòng)機(jī)器人隨動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作，所述控制系統(tǒng)與所述人機(jī)交互系統(tǒng)連接。