一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。本发明专利技术以低成本并满足实际使用的精度要求，实现机器人焊接作业程序的相互转换复用。

Welding procedure conversion, multiplexing method and welding platform calibration device for industrial robot

The invention provides a calibration device for an industrial robot welding platform, which is characterized in that the device comprises an upper computer, a robot controller, an industrial robot, a calibration device for a welding platform and a welding platform; the upper computer is connected with a robot controller; the robot controller is connected with an industrial robot; and the welding platform standard. The calibration device comprises a calibration positioning device and a platform calibration device; the welding platform is fixed to the base of an industrial robot; the calibration positioning device is fixed to the end of the robot; the platform calibration device is connected to the welding platform; and the welding platform has a positioning structure defining six degrees of freedom of the workpiece on the working table. The invention realizes the mutual conversion and reuse of robot welding operation program with low cost and meets the precision requirement of actual use.

【技术实现步骤摘要】
一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置
本专利技术涉及工业机器人自动焊接领域，特别是小批量多种类产品的焊接程序转换复用方法及焊接平台标定装置。
技术介绍
目前在机器人焊接领域，由于零件加工精度及夹具制造成本考虑，机器人离线编程技术仍未广泛使用，仍采用人工示教方式对焊接机器人进行编程。随着人们对个性化需求逐步提高，制造业将从过去大批量生产改为定制化小批量生产。因此，在焊接生产作业中，越来越需要频繁切换生产线。为了优化生产布局，必要时还需要变换生产位置，调整生产节拍。而传统手工示教方式在不同的焊接位置，需要对焊接焊道进行重新示教，费时费力且难以达到较满意的生产效率。将已经编好的焊接程序进行焊接平台间的转换，可以规避重复编程时间，大大提高生产效率且能够实现焊接生产的灵活布局。机器人焊接程序在不同焊接平台的转换方式一般采用：建立机器人坐标系、各个焊接平台坐标系；再标定出不同焊接平台坐标系在机器人坐标系中的位置关系；在机器人坐标系中计算各个焊接平台之间的转换关系T；将待转换程序中的位置信息通过焊接平台间的转换关系T转换至目标焊接平台上，完成程序转换。在焊接领域中，焊接机器人的工作空间一般达到数米，在机器人周围布置的多个焊接平台间距也达到数米。传统方法中，机器人程序转换需要通过外部设备，如三坐标测量仪或激光跟踪仪来标定焊接平台。同时机器人自身的绝对定位精度随使用年限增加也逐步降低，为了保证程序转换精度要求，需要测量出机器人TCP在各个焊接平台处的绝对定位误差，对误差进行修正提高转换前后的焊接轨迹位姿精度。这使得整体的测量费用高且测量手法复杂，一般企业不具备相关标定检测的能力。
技术实现思路
本专利技术提出一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置，其目的是避免使用昂贵的标定测量设备且可直接消除机器人绝对定位误差在焊接平台零点位置的影响，实现机器人绝对定位误差在焊接平台零点处的截断，以低成本并满足实际使用的精度要求，实现机器人焊接作业程序的相互转换复用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。所述平台标定装置上至少有3个不在同一直线上的标定点，标定点固连或镶嵌在平台标定装置上；所述平台标定装置安装在焊接平台上。所述焊接平台采用“一面两孔”定位方式；所述焊接平台用于固定并定位焊接夹具；所述焊接夹具有定位孔与焊接平台定位孔相配合。所述上位机包括机器人控制器通讯模块、焊枪及焊接平台信息记录模块、焊接平台坐标系解算模块和用户界面；所述机器人通讯模块用于上位机与工业机器人建立通讯并进行数据传输，包括读写机器人I/O状态、读写内部存储器数据、读写机器人程序文件等；所述焊接平台坐标系解算模块通过记录各个焊接平台上采集标定点集数据，计算并最优估计出各焊接平台的转换关系；所述焊枪及焊接平台信息记录模块记录机器人各焊接平台参数及当前焊枪参数，包括记录各平台标定数据、记录各焊接平台转换关系、记录焊枪TCP参数等。所述平台标定装置的标定点为尖端标定点。用于以低成本方式满足焊接定位要求。本专利技术还提供一种工业机器人焊接程序转换、复用方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的工业机器人焊接平台标定装置；平台标定包括以下步骤：步骤S1：将校准定位装置安装在工业机器人末端；步骤S2：将平台标定装置安装在焊接平台A上；步骤S3：开机通电，工业机器人初始化；步骤S4：设置工业机器人TCP参数；步骤S5：移动工业机器人，使校准定位装置与标定块上的标定点重合，并记录当前位置坐标；步骤S6：按顺序标定出平台标定装置上的所有标定点并记录相应位置坐标，记平台标定点点集为{A}；步骤S7：将平台标定装置安装到焊接平台B上，重复步骤S5、S6，记平台标定点点集为{B}；步骤S8：将标定点集{A}和{B}输入焊接平台坐标系解算模块，计算两焊接平台的转换关系T；步骤S9：将标定点集{A}、{B}和计算的转换关系T保存在焊枪及焊接平台信息记录模块。程序转换复用包括以下步骤：步骤S1'：开机通电，上位机、工业机器人初始化；步骤S2'：将待转换程序P、程序P对应焊接平台A的标定点集{A}以及转换目标焊接平台B的标定点集{B}传输至上位机；步骤S3'：计算或调用焊接平台转换关系T；步骤S4'：将焊接程序P的所有位姿信息经转换关系T转换至新焊接平台上的位姿信息，转换成新的焊接程序P’；步骤S5'：将转换后的焊接程序传输至机器人控制器上；步骤S6'：调用转换后的焊接程序P’进行焊接作业。所述焊接平台坐标系解算模块将转换关系的计算过程分为平移分量旋转分量程序转换使用的转换关系为已计算后保存的计算结果或采用标定点集重新计算结果。校准定位装置与平台标定装置上的标定点重合方式采用尖端定位方式。本专利技术的有益之处在于：本专利技术直接采用机器人自身的绝对定位精度标定焊接平台，操作简单、附加设备装置经济；同时采用机器人自身的绝对定位精度可以直接补偿焊接平台实际位置与机器人绝对定位精度误差引起的偏差，在满足实际使用精度要求的前提下，达到经济的程序转换，使生产作业能够灵活布局，提高生产效率。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为本专利技术结构图；图2为本专利技术机械部分结构图；图3为本专利技术焊接平台；图4为本专利技术平台标定装置；图5为本专利技术校准定位装置；图6为本专利技术上位机、机器人控制器、工业机器人框架图；图7为本专利技术具体解算方法。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。下面结合附图及实施例对本专利技术做进一步说明。如图1、图2、图3、图4、图5所示，本实施例提供了一种工业机器人焊接程序转换、复用方法及焊接平台标定装置，主要包括焊接平台1和焊接平台6、平台标定装置2、校准定位装置3、工业机器人4、焊枪5，其中：工业机器人4为通用六自由度工业机器人。焊接平台1和焊接平台6与机器人基座固连；焊接平台1和焊接平台6包括工作台本体2-1、定位孔2-2、定向孔2-3；焊接平台1和焊接平台6上的定位孔2-2和定向孔2-3可相互转换。焊接平台1和焊接平台6具有定位结构，能够限定工作台面上工件的六个自由度。焊接平台标定装置包括平台标定装置2和校准定位装置3。平台标定装置2安装在工作台本体2-1上；平台标定装置2包括定向槽3-1、标定装置主体3-2、定位孔3-3、尖端定位点3-4；平台标定装置2上至少有三个不在一条直线上的尖端定位点3-4；焊枪5固连在工业机器人4的末端法兰上；校准定位装置3安装在焊枪座上；校准定位装置3包括焊枪连接端4-1、校准定位装置主体4-2、校准尖端4-3、定位尖端4-4；校准定位装置3由通用焊枪校准装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：包括上位机、机器人控制器、工业机器人、焊接平台标定装置、焊接平台；所述上位机与机器人控制器相连；所述机器人控制器与工业机器人相连；所述焊接平台标定装置包括校准定位装置和平台标定装置；所述焊接平台与工业机器人的基座固连；所述校准定位装置固连在机器人末端；所述平台标定装置与焊接平台相连；所述焊接平台具有限定工作台面上工件的六个自由度的定位结构。2.根据权利要求1所述的一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：所述平台标定装置上至少有3个不在同一直线上的标定点，标定点固连或镶嵌在平台标定装置上；所述平台标定装置安装在焊接平台上。3.根据权利要求1或2所述的一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：所述上位机包括机器人控制器通讯模块、焊枪及焊接平台信息记录模块、焊接平台坐标系解算模块和用户界面；所述机器人通讯模块用于上位机与工业机器人建立通讯并进行数据传输，包括读写机器人I/O状态、读写内部存储器数据、读写机器人程序文件等；所述焊接平台坐标系解算模块通过记录各个焊接平台上采集标定点集数据，计算并最优估计出各焊接平台的转换关系；所述焊枪及焊接平台信息记录模块记录机器人各焊接平台参数及当前焊枪参数，包括记录各平台标定数据、记录各焊接平台转换关系、记录焊枪TCP参数等。4.根据权利要求1或2所述的一种工业机器人焊接平台标定装置，其特征在于：所述平台标定装置的标定点为尖端标定点。5.一种工业机器人焊接程序转换、复用方法，其特征在于：使用如权利要求1所述的工业机器人焊接平台标定装置；平台标定包括以下步骤：步骤S1：将校准定位装置安装在工业机器人末端；步骤S2：将平台标定装置安装在焊接平台A上；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：高裕强，陈垂福，
申请(专利权)人：福建省舒华健康产业有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35