[發明專利]一種智能柔性組對拼焊機器人系統及方法

在審

• 申請號: 202110013659.0
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112775575A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 吳易明;孫建建;張保軍;趙曉進
• 申請（專利權）人: 西安中科光電精密工程有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02;B23K37/00;B23K37/047;B25J9/16;B25J11/00;B25J15/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，包括焊接平臺(2)、組對機器人(3)、拾取拼焊工裝(4)、全局視覺單元(5)、焊接機器人(6)、電控系統、定位組對拼焊工裝Ⅰ、Ⅱ(13、15)、物料區(11)和精定位視覺單元(17)；

所述組對機器人(3)和焊接機器人(6)分別設于焊接平臺(2)側，全局視覺單元(5)設于物料區(11)和焊接平臺(2)視場范圍內；

所述組對機器人(3)上連接有精定位視覺單元(17)，與全局視覺單元(5)構成粗精兩級定位系統；組對機器人(3)通過機器人快換工具連接拾取拼焊工裝(4)和定位組對拼焊工裝Ⅰ、Ⅱ(13、15)，通過電控系統控制拾取拼焊工裝(4)和定位組對拼焊工裝Ⅰ、Ⅱ的磁性的有無，磁吸完成焊接結構件(14)的拾取、精確定位和組對拼裝；

所述焊接機器人(6)上連接有焊槍(23)和智能焊縫傳感器(22)，對焊接構件(14)上焊縫進行尋位、點焊和滿焊作業。

2.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述電控系統包括焊接機器人電控器(1)、總控器(8)和組對機器人電控器(9)。

3.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述精定位視覺單元(17)設于組對機器人(3)頂部，并與設于組對機器人(3)端部的定位組對拼焊工裝Ⅰ、Ⅱ(13、15)同向。

4.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述定位組對拼焊工裝Ⅰ、Ⅱ(13、15)包括機器人快換工具(18)、上電永磁吸盤(19)和下電永磁吸盤(20)，機器人快換工具(18)設在支架尾部與組對機器人(3)連接，上電永磁吸盤(19)和下電永磁吸盤(20)分別設于支架前部和底部。

5.根據權利要求4所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述上電永磁吸盤(19)和下電永磁吸盤(20)通過電控系統程序控制其正常工作時帶有磁性，不工作時不帶磁性。

6.根據權利要求4所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述上電永磁吸盤(19)垂直設置或向上傾斜設置。

7.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述拾取拼焊工裝(4)包括機器人快換工具(18)和通過連接管連接的電永磁吸盤(21)，電永磁吸盤(21)垂直設置。

8.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述焊接機器人(6)端部連接焊槍(23)，智能焊縫傳感器(22)設于焊槍(23)頂部。

9.根據權利要求1所述的一種智能柔性組對拼焊機器人系統，其特征在于，所述焊接平臺(2)為平臺或轉臺(24)，所述焊接機器人(5)和組對機器人(3)架設在地軌(25)上。

10.一種基于權利要求1-9任一項所述系統的智能柔性組對拼焊機器人對拼焊方法，其特征在于，包括：

1)將焊接成品的三維模型導入組對機器人系統中；

2)將定位組對拼焊工裝連接在組對機器人上，將定位組對拼焊工裝放置到焊接平臺上；通過總控器控制使定位組對拼焊工裝的下電永磁吸盤磁吸在焊接平臺上；

3)組對機器人連接拾取拼焊工裝，然后移動至物料區的物料處，通過全局視覺單元和組對機器人攜帶的精定位視覺單元對焊接結構件進行識別定位；然后通過總控器控制使拾取拼焊工裝的電永磁吸盤磁吸拾取焊接結構件；

4)通過全局定位視覺單元和精定位視覺單元對定位組對拼焊工裝進行識別和定位，組對機器人拾取焊接結構件準確擺放至焊接平臺上的定位組對拼焊工裝處，然后通過總控器控制使定位組對拼焊工裝的上電永磁吸盤產生磁吸焊接結構件；

5)重復步驟2)-4)，直到所有的焊接結構件被定位組對拼裝完成；

6)焊接機器人攜帶智能焊縫傳感器對焊接結構件焊縫進行尋位，通過焊槍對焊接結構件進行點焊及滿焊作業；

7)滿焊完成，組對機器人在全局視覺單元和精定位視覺單元的引導下移動至焊接成品位置，通過總控器控制使拾取拼焊工裝的電永磁吸盤磁吸拾取焊接結構件，并將其放置在物料區；以此循環進行拼裝焊接作業。