[發(fā)明專利]一種智能柔性組對拼焊機器人系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110013659.0
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112775575A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳易明;孫建建;張保軍;趙曉進
• 申請（專利權(quán)）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(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發(fā)明公開了一種智能柔性組對拼焊機器人系統(tǒng)及方法，包括組對機器人上連接的精定位視覺單元，與全局視覺單元構(gòu)成粗精兩級定位系統(tǒng)；組對機器人通過機器人快換工具連接拾取拼焊工裝和組對拼焊工裝，通過電控系統(tǒng)控制拾取拼焊工裝和組對拼焊工裝的磁性的有無，磁吸完成焊接結(jié)構(gòu)件的拾取、精確定位和組對拼裝；焊接機器人通過智能焊縫傳感器對焊接構(gòu)件上焊縫進行尋位，實現(xiàn)點焊和滿焊作業(yè)。相比于傳統(tǒng)定位組對拼焊工裝節(jié)省了大量的人力和時間，智能化程度高。利用組對機器人與焊接機器人配合協(xié)同，柔性化程度高，有效提高系統(tǒng)內(nèi)機器人的使用效率和焊接生產(chǎn)效率，保證焊接生產(chǎn)的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及機器人焊接自動化生產(chǎn)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能柔性組對拼焊機器人系統(tǒng)及方法，可實現(xiàn)焊接結(jié)構(gòu)件的組對及后續(xù)的焊接生產(chǎn)。

背景技術(shù)

焊接作為與制造業(yè)密切相關(guān)的重要生產(chǎn)方式，隨著工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化發(fā)展逐步深入，使焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用范圍不斷擴大，廣泛應(yīng)用于交通、化工、建筑和通用機械等。這些焊接結(jié)構(gòu)件都是由一個或若干個不同的零部件焊接而成。傳統(tǒng)生產(chǎn)焊接結(jié)構(gòu)件是人工進行各零部件的定位組對點焊，然后再進行手工焊接，焊接質(zhì)量和一致性難以保證的同時人工勞動強度大，工作環(huán)境惡劣；近些年隨著自動化技術(shù)的發(fā)展，焊接機器人也被應(yīng)用在焊接結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)中，雖然能提高焊接生產(chǎn)柔性，提高生產(chǎn)效率；但是焊接結(jié)構(gòu)件前期的定位組對點焊的工作仍然由人工手工焊接完成。難以滿足現(xiàn)代化焊接生產(chǎn)的連續(xù)高度生產(chǎn)和精細制造的要求。

因此，設(shè)計一種可自動對焊接結(jié)構(gòu)件組對拼焊的智能柔性系統(tǒng)成為了高效焊接生產(chǎn)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種智能柔性、結(jié)構(gòu)簡單及通用性強的組對拼焊機器人焊接系統(tǒng)，利用組對機器人與焊接機器人配合協(xié)同，有效提高系統(tǒng)內(nèi)機器人的使用效率和焊接生產(chǎn)效率，保證焊接質(zhì)量。

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的。

本發(fā)明給出了一種智能柔性組對拼焊機器人系統(tǒng)，包括焊接平臺、組對機器人、拾取拼焊工裝、全局視覺單元、焊接機器人、電控系統(tǒng)、定位組對拼焊工裝、物料區(qū)和精定位視覺單元；

所述組對機器人和焊接機器人分別設(shè)于焊接平臺側(cè)，全局視覺單元設(shè)于物料區(qū)和焊接平臺視場范圍內(nèi)；

所述組對機器人上連接有精定位視覺單元，與全局視覺單元構(gòu)成粗精兩級定位系統(tǒng)；組對機器人通過機器人快換工具連接拾取拼焊工裝和定位組對拼焊工裝，通過電控系統(tǒng)控制拾取拼焊工裝和定位組對拼焊工裝的磁性的有無，磁吸完成焊接結(jié)構(gòu)件的拾取、精確定位和組對拼裝；

所述焊接機器人上連接有焊槍和智能焊縫傳感器，對焊接構(gòu)件上焊縫進行尋位、點焊和滿焊作業(yè)。

作為進一步優(yōu)選，所述電控系統(tǒng)包括焊接機器人電控器、總控器和組對機器人電控器。

作為進一步優(yōu)選，所述精定位視覺單元設(shè)于組對機器人頂部，并與設(shè)于組對機器人端部的定位組對拼焊工裝同向。

作為進一步優(yōu)選，所述定位組對拼焊工裝包括機器人快換工具、上電永磁吸盤和下電永磁吸盤，機器人快換工具設(shè)在支架尾部與組對機器人連接，上電永磁吸盤和下電永磁吸盤分別設(shè)于支架前部和底部。

所述上電永磁吸盤和下電永磁吸盤通過電控系統(tǒng)程序控制其正常工作時帶有磁性，不工作時不帶磁性。

作為進一步優(yōu)選，所述上電永磁吸盤垂直設(shè)置或向上傾斜設(shè)置。

作為進一步優(yōu)選，所述拾取拼焊工裝包括機器人快換工具和通過連接管連接的電永磁吸盤，電永磁吸盤垂直設(shè)置。

作為進一步優(yōu)選，所述焊接機器人端部連接焊槍，智能焊縫傳感器設(shè)于焊槍頂部。

作為進一步優(yōu)選，所述焊接平臺為平臺或轉(zhuǎn)臺，所述焊接機器人和組對機器人架設(shè)在地軌上。