激光焊接寻缝器系统技术方案

本发明专利技术涉及一种激光焊接寻缝器系统，包括：人机交互单元；系统主机单元，其包括：第一接口，其与焊缝跟踪单元中的激光寻缝器相连，用于从激光寻缝器获取焊缝图形信息；第二接口，其与焊缝跟踪单元中的控制盒相连，经由控制盒与激光寻缝器进行数据交换；以及第三接口，其与焊接机器人控制单元中的PLC控制板相连，PLC控制板与焊接机器人控制单元中的驱动器相连，经由PLC控制板和驱动器来控制焊接机器人进行焊接；焊缝跟踪单元，其包括采集焊缝图形信息的激光寻缝器、以及与激光寻缝器连接的控制盒，控制盒向激光寻缝器提供电源；以及焊接机器人控制单元，其包括用于控制I/O接口的PLC控制板、以及与PLC控制板相连且用于驱动焊接机器人的驱动器。焊接机器人的驱动器。焊接机器人的驱动器。

【技术实现步骤摘要】
激光焊接寻缝器系统


[0001]本专利技术涉及一种用于为焊接机器人提供焊缝跟踪的激光焊接寻缝器系统。

技术介绍

[0002]焊缝跟踪的作用就是在焊接时自动检测和自动调整焊枪的位置(类似机器人的眼睛)，使焊枪始终沿着焊缝进行焊接，同时始终保持焊枪与工件之间的距离恒定不变，从而保证焊接质量，提高焊接效率，减轻劳动强度。
[0003]焊缝跟踪器可以跟踪坡口焊缝、角焊缝、搭接焊缝等。焊缝跟踪器由机械调节机构、焊缝位置检测传感器和电气控制部三部分组成，其中焊缝位置检测传感器用于监测焊缝位置，电气控制部用于接收信号并在分析数据后驱动机械调节机构来调节焊枪位置。根据传感器的工作方式，焊缝跟踪器可以分为接触式焊缝跟踪器和非接触式焊缝跟踪器两类。其中接触式焊缝跟踪器的传感器可以直接接触工件；非接触式焊缝跟踪器的传感器不直接接触工件，主要包括激光式传感器和电弧式传感器两种。
[0004]专利文献1中公开了一种焊缝检测装置，包括：激光器，用于发射线激光，并使所述线激光垂直入射至待焊接物体的焊缝处，形成激光线；发光装置，所述发光装置设置在所述激光器的一侧，用于发射光束，并使所述光束入射到所述待焊接物体的焊缝处：图像采集器，所述图像采集器设置在所述激光器的另一侧，用于基于第一预设曝光时间采集包含所述激光线的第一图像，基于第二预设曝光时间采集在所述光束的照射下所述焊缝的第二图像；其中，所述第一预设曝光时间小于所述第二预设曝光时间。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1：CN109490308A
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技术实现思路

[0007]然而，专利文献1所公开的焊缝检测装置仅仅涉及激光寻缝器单体内部的器件组成，其只是用来测量图像采集器到被测表面的距离(Z轴)和沿着激光线的距离(X轴)，针对焊接过程中寻缝器会遇到的高温、保护镜缺少、碰撞和干涉的问题都没有给出系统性的解决方案。
[0008]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种激光焊接寻缝器系统，利用主机系统单元串联包括人机交互单元、焊缝跟踪单元以及焊接机器人控制单元的整个系统，将激光寻缝器和整个系统充分整合起来，从而能够从系统层面，针对焊接机器人进行焊缝跟踪时遇到的问题提出系统性的解决方案。
[0009]解决技术问题的技术方案
[0010]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面所涉及的激光焊接寻缝器系统，包括：
[0011]人机交互单元，该人机交互单元用于与系统主机单元进行人机交互；
[0012]系统主机单元，该系统主机单元包括：
[0013]第一接口，该第一接口与焊缝跟踪单元中的激光寻缝器相连，用于从所述激光寻
缝器获取焊缝图形信息；
[0014]第二接口，该第二接口与所述焊缝跟踪单元中的控制盒相连，经由所述控制盒与所述激光寻缝器进行数据交换；以及
[0015]第三接口，该第三接口与焊接机器人控制单元中的PLC控制板相连，所述PLC控制板与所述焊接机器人控制单元中的驱动器相连，经由所述PLC控制板和所述驱动器来控制焊接机器人进行焊接；
[0016]焊缝跟踪单元，该焊缝跟踪单元包括采集焊缝图形信息的激光寻缝器、以及与所述激光寻缝器连接的控制盒，所述控制盒向所述激光寻缝器提供电源；以及
[0017]焊接机器人控制单元，该焊接机器人控制单元包括用于控制I/O接口的PLC控制板、以及与所述PLC控制板相连且用于驱动焊接机器人的驱动器。
[0018]进一步地，所述激光寻缝器包括主控电路板、半导体激光器、CMOS图像传感器以及与该CMOS图像传感器匹配的镜片，
[0019]所述半导体激光器的线面、所述镜片的平面、以及所述CMOS图像传感器的平面的延长线相交于一条直线。
[0020]进一步地，所述激光寻缝器包括与所述控制盒连接的通信接口、与冷却气阀连接的冷却气接口以及与所述系统主机单元的所述第一接口连接的图形接口。
[0021]进一步地，所述激光寻缝器还包括保护镜以及保护镜到位传感器，
[0022]所述保护镜到位传感器检测所述保护镜的安装位置，并判断所述保护镜的安装位置是否到位，
[0023]在判断为所述保护镜的安装位置已到位的情况下，允许所述焊接机器人进行焊接。
[0024]进一步地，所述激光寻缝器还包括保护镜以及保护镜污染传感器，
[0025]所述保护镜污染传感器检测所述保护镜的污染程度，并判断所述保护镜的污染程度是否超过设定的阈值，
[0026]在判断为所述保护镜的污染程度超过设定的阈值的情况下，经由所述人机交互单元发出警告。
[0027]进一步地，所述主控电路板包括MCU，该MCU用于保存所述激光寻缝器的内参标定参数、机械参数以及视野视距参数，
[0028]所述内参标定参数用于所述焊接机器人的手眼标定，所述机械参数以及所述视野视距参数用于系统建立激光寻缝器模型。
[0029]进一步地，所述激光寻缝器还包括温度传感器，该温度传感器监控所述激光寻缝器内部的温度值，
[0030]在所述激光寻缝器内部的温度值超过设定的阈值的情况下，所述系统主机单元向所述PLC控制板发出指令以对用于向所述激光寻缝器的所述冷却气接口输出的所述冷却气阀的出气量进行调节。
[0031]进一步地，所述激光寻缝器还包括湿度传感器，该湿度传感器监控所述激光寻缝器内部的湿度值，
[0032]在所述激光寻缝器内部的湿度值超过设定的阈值的情况下，经由所述人机交互单元发出警告。
[0033]进一步地，所述人机交互单元包括用于经由所述系统主机单元对所述焊缝跟踪单元和所述焊接机器人控制单元进行控制的无线控制器、以及用于对来自所述焊缝跟踪单元和所述焊接机器人控制单元的信息进行显示的显示器。
[0034]进一步地，所述激光寻缝器包括用于示出电源状态的电源指示灯、用于示出通信状态的通信指示灯、用于示出所述CMOS图像传感器的状态的图形指示灯以及用于发出警报的状态指示灯。
[0035]专利技术效果
[0036]根据本专利技术的激光焊接寻缝器系统，利用主机系统单元串联包括人机交互单元、焊缝跟踪单元以及焊接机器人控制单元的整个系统，将激光寻缝器和整个系统充分整合起来，从而能够从系统层面，针对焊接机器人进行焊缝跟踪时遇到的问题提出系统性的解决方案。
[0037]此外，本专利技术的激光焊接寻缝器系统与以往的激光寻缝器单体相比，在可用性、适用性方面，性能大幅提升，并且可读取激光寻缝器内外部的参数(机械参数、视野视距参数、传感器参数)，能够更好地建立数字孪生，可在轨迹规划阶段就避免激光寻缝器碰撞到工件。
附图说明
[0038]通过结合附图对于本专利技术的示例性实施例进行描述，可以更好地理解本专利技术，在附图中：
[0039]图1是示出本专利技术实施方式所涉及的激光焊接寻缝器系统的结构的框图。
[0040]图2是示出本专利技术实施方式所涉及的激光焊接寻缝器系统中的激光寻缝器所包括的半导体激光器、CMOS图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光焊接寻缝器系统，包括：人机交互单元，该人机交互单元用于与系统主机单元进行人机交互；系统主机单元，该系统主机单元包括：第一接口，该第一接口与焊缝跟踪单元中的激光寻缝器相连，用于从所述激光寻缝器获取焊缝图形信息；第二接口，该第二接口与所述焊缝跟踪单元中的控制盒相连，经由所述控制盒与所述激光寻缝器进行数据交换；以及第三接口，该第三接口与焊接机器人控制单元中的PLC控制板相连，所述PLC控制板与所述焊接机器人控制单元中的驱动器相连，经由所述PLC控制板和所述驱动器来控制焊接机器人进行焊接；焊缝跟踪单元，该焊缝跟踪单元包括采集焊缝图形信息的激光寻缝器、以及与所述激光寻缝器连接的控制盒，所述控制盒向所述激光寻缝器提供电源；以及焊接机器人控制单元，该焊接机器人控制单元包括用于控制I/O接口的PLC控制板、以及与所述PLC控制板相连且用于驱动焊接机器人的驱动器。2.如权利要求1所述的激光焊接寻缝器系统，其特征在于，所述激光寻缝器包括主控电路板、半导体激光器、CMOS图像传感器以及与该CMOS图像传感器匹配的镜片，所述半导体激光器的线面、所述镜片的平面、以及所述CMOS图像传感器的平面的延长线相交于一条直线。3.如权利要求2所述的激光焊接寻缝器系统，其特征在于，所述激光寻缝器包括与所述控制盒连接的通信接口、与冷却气阀连接的冷却气接口以及与所述系统主机单元的所述第一接口连接的图形接口。4.如权利要求2所述的激光焊接寻缝器系统，其特征在于，所述激光寻缝器还包括保护镜以及保护镜到位传感器，所述保护镜到位传感器检测所述保护镜的安装位置，并判断所述保护镜的安装位置是否到位，在判断为所述保护镜的安装位置已到位的情况下，允许所述焊接机器人进行焊接。5.如权利要求2所述的激光焊接寻缝器...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢琳，万章，赵德明，刘立涛，郭震东，朱云鹏，马忠健，陈小天，
申请(专利权)人：上海柏楚数控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：