一种焊接机器人模拟教学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种焊接机器人模拟教学系统，其包括：柜体；焊接机器人，其安装在所述柜体上；焊枪，其连接所述焊接机器人；夹具，其连接所述柜体，用于固定待焊接对象；示教器，其安装在所述柜体上，且连接所述焊接机器人，用于供人员设置机器人模拟焊接参数，使得所述焊接机器人按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作，以此完成针对待焊接对象的模拟焊接操作；以及处理终端，其用于在所述焊接机器人进行虚拟焊接时显示虚拟的焊接过程。其采用真实工业机器人示教器和真实焊接机器人，结合实体3D工业机器人虚拟仿真模型，实现人机实时交互，实现沉浸式实践教学的目的，极大提高教学、实训效果。实训效果。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接机器人模拟教学系统


[0001]本专利技术涉及虚拟教学领域，尤其涉及一种焊接机器人模拟教学系统。

技术介绍

[0002]各种类型的工业机器人已经被广泛应用于焊接等领域，为达到良好的焊接质量，需要对操作人员进行系统培训，目前，对于操作人员的教学培训需要在工业机器人上进行实际操作，但这种方式需要购买大量工业机器人，且需要采用真实材料实施操作，使得成本过高，无法做到人手一台工业机器人，同时，在工业机器人上进行实际操作时，由于操作人员尚处于操作不熟练的阶段，因此容易发生安全事故，且容易造成机器人损坏，因此导致焊接操作人员的培训效果不佳。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种焊接机器人模拟教学系统，其采用真实工业机器人示教器和真实焊接机器人，结合实体3D工业机器人虚拟仿真模型，实现人机实时交互，实现沉浸式实践教学的目的，极大提高教学、实训效果。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种焊接机器人模拟教学系统，其包括：
[0006]柜体；
[0007]焊接机器人，其安装在所述柜体上；
[0008]焊枪，其连接所述焊接机器人；
[0009]夹具，其连接所述柜体，用于固定待焊接对象；
[0010]示教器，其安装在所述柜体上，且连接所述焊接机器人，用于供人员设置机器人模拟焊接参数，使得所述焊接机器人按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作，以此完成针对待焊接对象的模拟焊接操作；
[0011]以及处理终端，其用于在所述焊接机器人进行虚拟焊接时显示虚拟的焊接过程。
[0012]本专利技术将工业机器人、虚拟仿真、机器智能、数字孪生技术进行综合，建立将传统的工业机器人教学与先进虚拟仿真融合的仿真教学实训体系。其具体采用真实工业机器人示教器和真实焊接机器人，结合实体3D工业机器人虚拟仿真模型，实现人机实时交互，以达到真实示教、真实编译、仿真焊接、虚实结合的沉浸式工业机器人实训教学效果，极大提高教学、实训效果。
附图说明
[0013]图1为本专利技术中焊接机器人模拟教学系统的整体结构图；
[0014]图2为本专利技术中处理终端的结构示意图；
[0015]图3为本专利技术中待焊接对象信息的显示界面图；
[0016]图4为本专利技术中焊接对象信息对应的焊接工艺参数的显示界面图；
[0017]图5a为本专利技术中焊接过程展示模块的显示界面图；
[0018]图5b为本专利技术中焊接过程展示模块的结构示意图；
[0019]图5c为本专利技术中垂直倾角、水平倾角的示意图；
[0020]图6a为本专利技术中结果评价模块的结构示意图；
[0021]图6b为本专利技术中成绩展示模块的一种显示界面图；
[0022]图6c为本专利技术中成绩展示模块的另一种显示界面图；
[0023]图6d为本专利技术中X射线检测模块的显示界面图；
[0024]图6e为本专利技术中报告生成模块的显示界面图；
[0025]图7为本专利技术中专项训练模块的显示界面图；
[0026]图8a为本专利技术中焊接涂鸦模块的一种显示界面图；
[0027]图8b为本专利技术中焊接涂鸦模块的另一种显示界面图；
[0028]图9为本专利技术中焊接任务管理模块的显示界面图；
[0029]图10为本专利技术中结果分析模块的显示界面图；
[0030]图11为本专利技术中小程序模块的结构示意图；
[0031]图12为本专利技术中工件查看模块的显示界面图；
[0032]图13为本专利技术中碳排放统计模块的显示界面图。
[0033]图14为本专利技术中耗材统计模块的显示界面图。
具体实施方式
[0034]为便于理解，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0035]实施例1：
[0036]如图1所示，本实施例提供了一种焊接机器人模拟教学系统，其可以用于CO2气体保护焊的模拟教学，具体的，所述焊接机器人模拟教学系统包括：
[0037]柜体1；
[0038]焊接机器人2，其安装在所述柜体1上，所述焊接机器人2为真实机器人，包括六轴工业机器人；优选的，所述焊枪3通过卡接、扣接以及螺纹连接等方式可拆卸的安装在所述柜体1上，且焊接机器人2的类型有多种；
[0039]焊枪3，其连接所述焊接机器人2，所述焊枪3可以为真实焊枪，也可以为仿真焊枪，其可以包括真实或者仿真的焊丝；优选的，所述焊枪3通过卡接、扣接以及螺纹连接等方式可拆卸的连接所述焊接机器人2，且焊枪3的类型有多种；
[0040]夹具4，其连接所述柜体1，用于固定待焊接对象；所述待焊接对象为真实构件，其可以是真实的板状、管状、杆状实物结构等；
[0041]示教器5，其安装在所述柜体1上，且连接所述焊接机器人2，用于供人员设置机器人模拟焊接参数，使得所述焊接机器人2按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作，以此完成针对待焊接对象的模拟焊接操作；具体的，所述示教器5为可控制真实焊接机器人2运动的真实示教设备，所述机器人模拟焊接参数包括焊接方向、焊
接方式、电源模式、干伸长度、起弧工作角、起弧前进角、起弧电流、启弧停留时间、焊接过程工作角、焊接过程前进角、焊接电流、焊接电压、焊接速度、摆动频率、摆弧类型、左侧摆幅、右侧摆幅、初始方向、中间停留时间、左停留时间、右停留时间、收弧工作角、收弧前进角、收弧时间、收弧电流、收弧电压中的一项或几项；
[0042]处理终端6，其安装在所述柜体1上，用于在所述焊接机器人2进行虚拟焊接时同步显示虚拟的焊接过程。
[0043]具体的，如图2所示，所述处理终端6包括：
[0044]显示器61；
[0045]训练课程选择模块62，如图3
‑
4所示，其连接所述显示器61，且存储有待焊接对象信息以及与待焊接对象信息对应的焊接工艺参数，人员根据选定的待焊接对象信息以及与待焊接对象信息对应的焊接工艺参数，在所述示教器5上设置所述机器人焊接模拟参数；
[0046]其中，所述待焊接对象包括：板(如低碳钢练习板等)、接头(如低碳钢V形坡口对接接头、低碳钢I形坡口对接接头、低碳钢骑坐式管板角接接头、低碳钢T形接头、搭接接头等)等，所述待焊接对象信息包括：材质、规格、接头类型等，所述焊接工艺参数包括：焊接层数(即“焊层”)、极性、焊接电流、焊接电压、焊接速度等中的一项或几项；
[0047]焊接过程展示模块63，如图5a所示，其连接所述显示器61，用于当所述焊接机器人2按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作时，同步生成焊接机器人2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，包括：柜体；焊接机器人，其安装在所述柜体上；焊枪，其连接所述焊接机器人；夹具，其连接所述柜体，用于固定待焊接对象；示教器，其安装在所述柜体上，且连接所述焊接机器人，用于供人员设置机器人模拟焊接参数，使得所述焊接机器人按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作，以此完成针对待焊接对象的模拟焊接操作；以及处理终端，其用于在所述焊接机器人进行虚拟焊接时显示虚拟的焊接过程。2.如权利要求1所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述处理终端包括：显示器；训练课程选择模块，其连接所述显示器，且存储有待焊接对象信息以及与待焊接对象信息对应的焊接工艺参数，人员根据选定的待焊接对象信息以及与待焊接对象信息对应的焊接工艺参数，在所述示教器上设置所述机器人焊接模拟参数；焊接过程展示模块，其连接所述显示器，用于当所述焊接机器人按照所述机器人模拟焊接参数，在所述待焊接对象上完成虚拟焊接动作时，生成焊接机器人的虚拟图像、待焊接对象的虚拟图像、虚拟焊缝图像、虚拟熔池图像中的一种或几种，并在所述显示器上进行显示。3.如权利要求2所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述焊接过程展示模块包括：焊枪参数显示模块，其用于在显示器上显示焊枪在进行模拟焊接过程中的焊枪参数变化；焊枪运动轨迹显示模块，其用于显示焊枪的运动轨迹。4.如权利要求2所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述焊接过程展示模块包括：焊接层数显示模块，其用于根据焊接层数显示每一层模拟焊接完成后的焊缝图像。5.如权利要求2所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述焊接过程展示模块包括：焊接电流电压显示模块，其用于当焊接机器人进行模拟焊接动作时，在显示器上模拟显示焊接机器人的电流、电压变化。6.如权利要求2所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述焊接过程展示模块包括：模拟定位模块，其用于在待焊接对象的虚拟图像上显示定位点，以通过示教器控制焊接机器人动作，以带动所述焊枪对准该定位点，以完成焊接机器人的模拟定位。7.如权利要求2所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述焊接过程展示模块包括：温度场显示模块，其用于当焊接机器人进行模拟焊接时，在所述待焊接对象的虚拟图像上同步生成虚拟的温度变化图像。8.如权利要求1所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述处理终端包括：碰
撞提示模块，其用于当焊枪与待焊接对象接触和/或焊枪的焊丝端部与待焊接对象触碰时产生提示信息。9.如权利要求1所述的焊接机器人模拟教学系统，其特征在于，所述处理终端包括：结果评价模块，其连接所述显示器，用于在焊接机器人完成模拟焊接后，对人员的模拟焊接过程进行评价，并在所述显示器上显示评价...

【专利技术属性】
技术研发人员：林钦，刘河峰，孙淑侠，邓元兵，戴建树，邓火生，王向龙，孟成，
申请(专利权)人：武汉湾流科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：