装有移动定位控制装置的焊接机器人制造方法及图纸

一种装有移动定位控制装置的焊接机器人，包括移动定位控制装置和焊接机器人；其中，所述移动定位控制装置包括安装有四轮机构的小车、小车举高水平调整单元以及移动定位控制模块；所述小车上设有焊接电源用于焊接供电；所述移动定位控制模块用于控制所述小车移动速度和移动方向以及控制所述焊接机器人始终处于水平位置；所述小车举高水平调整单元包括四个支撑臂以及安装在所述四个支撑臂上的升降台；其中每个支撑臂都配有一个直线伺服电动缸；所述小车设置在所述升降台上；所述直线伺服电动缸作为动力装置驱动所述升降台升高或降低，从而带动所述小车升高或降低；所述升降台上设有水平传感器与所述移动定位控制模块连接。连接。连接。

【技术实现步骤摘要】
装有移动定位控制装置的焊接机器人
[0001]本申请要求于2022年08月11日提交中国专利局、申请号为202210959219.9，申请名称为“装有移动定位控制装置的焊接机器人”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本专利技术涉及自动化控制、机器人控制、复合机器人、机器人力控示教、机器人视觉跟踪、智能机器人焊接、焊接质量监测与分析及金属焊接领域，具体涉及一种装有移动定位控制装置的焊接机器人，该焊接机器人可满足当下智能化的柔性生产要求，同时具备焊接质量的监测与分析，从而获得更高焊接质量。

技术介绍

[0003]目前，焊接与切割在金属加工中是最主要也是最重要的两块金属加工工艺，尤其是焊接，依然是金属连接的最主要工艺。但焊接的环境恶劣，强电弧光、粉尘、高温、露天等等都直接影响着焊工的健康。随着生活水平的提高，恶劣的焊接环境使当下年轻人已不在愿意从事焊接作业。即使有少数的年轻人愿意，在短时间内焊接技术水平也无法满足当下的所需焊接质量及柔性化生产的要求。目前，国内一个拥有丰富焊接经验，焊接技术水平又高的优秀焊工基本都是拥有至少十几二十年以上焊接经验的老焊工，这种人较少，又没有年轻人能坚持，导致市场对优秀焊工的需求及优秀焊工师傅的严重缺乏形成对立的关系。目前，也有很多焊接的场景已开始大量的采用机器人代替人工焊接，但全部都是在小范围空间位置对固定的工件进行固定的重复性焊接。只能对这种少种类、大批量的工件实现自动化的焊接作业。随着目前个性化、定制化的发展趋势。小批量、多种类的焊接工件越来越多。目前，重复焊接的自动化机器人完全满足不了小批量、多种类的焊接需求。市场对满足工作空间灵活、智能化焊接程度高、焊接质量智能监测等要求的智能焊接机器人盼望已久。
[0004]另一方面，在一些大型钢构焊接，钢构厂房搭建，大型船体焊接等应用场合，不仅需要经常转移焊接位置，还对焊接质量有非常高的要求，目前基本还是只能由灵活性高的、焊接经验丰富的人工焊接来实现。想要实现自动化的高质量焊接非常困难。
[0005]专利号为CN201210185127.6的文献公开了一种自主移动式双面双弧焊接机器人系统，包括机器人本体、控制系统和焊接系统，其特征在于：机器人本体包括爬行机构和操作机构：所述爬行机构包括采用驱动转向一体化磁轮的前轮模块、采用永磁间隙吸附装置的后轮模块、连接前后轮的车架和安装在车架上的电机驱动控制器，所述爬行机构为三轮结构，三轮均为驱动轮，采用冗余控制转向方式实现在导磁壁面上的转向；操作机构安装在爬行机构上；控制系统包括传感系统、机器人本体控制箱和机器人主控系统；所述传感系统包括激光跟踪传感器、环境监控传感器和熔池监控传感器；焊接系统包括焊枪、焊接电源、送丝机、保护气、遥操作手控盒；机器人本体、控制系统和焊接系统三者通过线缆连接；所述机器人本体为2台，机器人本体控制箱为2套，传感系统为2套，焊枪为2个；上述两套设备对称设置，所述2台机器人本体分别吸附在待焊接工件两侧。两套焊接系统的设置并不是简单
的将各自独立的焊接系统进行叠加，而是需要在控制箱内对两套焊机系统进行相应设置，使得两套系统能够配合完成焊接工作，而不是各自简单的独立工作并，但是上述控制箱内部做出的设置是则本领域技术人员所知晓的。所述驱动转向一体化磁轮装置的具体结构为：后轮底盘为轭铁与环绕车轮安装在后轮底盘上的永磁体一起构成磁路的一部分，直流电机后接二级减速器带动车轮，所述二级减速器的第一级为行星齿轮减速器，第二级为涡轮蜗杆减速器，涡轮蜗杆减速器通过螺钉连接安装在后轮底盘上；直流无刷电机及行星齿轮减速器经过20齿直齿锥齿轮和40齿直齿锥齿轮传动带动锥齿轮轴旋转，锥齿轮轴再通过19齿圆柱齿轮和60齿圆柱齿轮传动带动转向轴旋转，转向轴与转向基础板通过螺钉联接固定；所述永磁间隙吸附装置环绕后轮，并且安装在底盘上，所述永磁间隙吸附装置和导磁壁面间是非接触的，通过调节底盘和导磁壁面之间的距离设定所述永磁吸附装置和导磁壁面间的气隙，永磁间隙吸附装置包括12块沿厚度方向充磁的钕铁硼永磁体，每个后轮各布置6块永磁体，相邻永磁体的电极相异，N极和S极交错排列构成磁路。操作机构包括十字滑块和摆动器组成水平和垂直两个方向的两个自由度采用丝杠导轨，摆动器为步进电机搭配蜗轮蜗杆减速器；所述的操作机构具体包括十字滑块横轴、十字滑块纵轴、连接臂、焊缝跟踪传感器连接件和摆动器连接件，十字滑块横轴与十字滑块纵轴是分别包括步进电机与精密滚珠丝杠导轨，焊缝跟踪传感器安装在连接件的前端，摆动器连接件安装在连接臂的端部，摆动机构安装在摆动器连接件上，摆动机构前端夹持焊枪，焊枪夹持及姿态调整机构。进一步的，所述底盘为低碳钢，作为轭铁与环绕车轮安装在后轮底盘上的永磁体一起构成磁路。机器人控制系统采用宏观遥控微观自主的控制方式，即操作者利用遥控手操盒控制2台机器人分别运动到起弧位置附近，再由机器人传感控制系统完成起始点位置的调整，最后由自主识别跟踪焊缝实现焊缝坡口中心点位置跟踪。机器人控制系统采用PCC或者其他工业PC作为主控系统，单台激光跟踪传感系统采集的坡口中心点偏差信号控制机器人本体和操作机构运动，2台机器人之间的配合由机器人主控制系统协调控制；焊接系统的控制包含起弧收弧等开关量控制、工艺参数设置。所述打底焊时2台机器人实施非对称焊接，填充焊时2台机器人对称焊接。所述驱动转向一体化磁轮具体结构为：侧倾转轴一端安装在车体固定框架上，另一端转台下支撑板连接，转台上支撑板、转台支撑立柱和转台下支撑板连接，转台盖板与转台上支撑板连接，圆锥滚子轴承安装在两个支撑板上，转向轴支承在圆锥滚子轴承上，转向轴与60齿直齿齿轮连接，角度传感器输入轴与转向轴固接，角度传感器支撑杆与转台上支撑板连接，角度传感器与角度传感器支撑杆连接，转向电机安装板与转台上支撑板连接，转向减速电机与转向电机安装板连接，20齿直齿锥齿轮固接在转向减速电机输出轴上，与之相啮合的40齿直齿锥齿轮连接安装在锥齿轮轴上，锥齿轮轴由安装在转台上支撑板的第一深沟球轴承支承，锥齿轮轴的另一侧与19齿直齿齿轮通过平键联接，19齿直齿齿轮与60齿直齿齿轮啮合，转向轴的下端与转向基板连接，车轮左侧安装板、车轮右侧安装板、驱动电机安装板与转向基板连接，驱动减速电机与驱动电机安装板连接，小同步带轮轴与驱动减速电机的输出轴固接，小同步带轮通过平键联接安装在小同步带轮轴上，前轮模块永磁体和车轮轭铁通过平键联接安装在车轮轴上，车轮轴通过第一深沟球轴承和第二深沟球轴承支承在车轮左侧安装板和车轮右侧安装板之间，大同步带轮通过平键联接安装在车轮轴的另一侧，大同步带轮和小同步带轮之间由同步带联接，张紧辊轮与张紧辊轮支撑杆之间通过螺钉连接，张紧辊轮支撑杆通过螺钉安装在车轮左侧安装板上，驱动减速电机
与车轮轴之间通过同步带传动，转向驱动机构还包括转向轴，转向轴下部安装有车轮驱动机构及滚轮，所述转向轴线与车轮轴线垂直正交。
[0006]本专利技术人发现，上述技术方案存在移动不灵活且焊接质量不高的缺点。

技术实现思路

[0007]本专利技术的专利技术目的在于提供一种既能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装有移动定位控制装置的焊接机器人，其特征在于，包括移动定位控制装置和焊接机器人；其中，所述移动定位控制装置包括安装有四轮机构的小车(11)、小车举高水平调整单元(12)以及移动定位控制模块；所述小车上设有焊接电源(13)用于焊接供电；所述移动定位控制模块用于控制所述小车移动速度和移动方向以及控制所述焊接机器人始终处于水平位置；所述小车举高水平调整单元包括四个支撑臂(121)以及安装在所述四个支撑臂上的升降台(122)；其中每个支撑臂都配有一个直线伺服电动缸；所述小车设置在所述升降台上；所述直线伺服电动缸作为动力装置驱动所述升降台升高或降低，从而带动所述小车升高或降低；所述升降台上设有水平传感器与所述移动定位控制模块连接；所述焊接机器人具备用于焊接的焊接机器人本体(2)、对所述焊接机器人本体(2)的动作进行控制的机器人控制装置(10)、及与所述机器人控制装置(10)进行通信的拖拽示教控制系统(3)；其中，在所述焊接机器人本体上安装有多维力控传感器，所述机器人控制装置具备从所述多维力控传感器直接接收或借助所述拖拽示教控制系统(3)接收所述多维力控传感器信息并进行处理的控制部；所述焊接机器人具备质量检测机器人(6)；所述质量检测机器人(6)包括焊缝外形检测系统(61)和超声波检测系统(62)；所述机器人控制装置具备从所述质量检测机器人(6)接收信息并进行处理的控制部；所述焊接机器人具备机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)；所述机器人控制装置(10)具备从所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)和所述焊缝外形检测系统(61)接收信息并进行处理的控制部；所述焊接机器人用于：通过所述多维力控传感器感知外部拖拽示教控制系统(3)的信息，并将信息传达至机器人控制装置(10)，控制所述焊接机器人运动进行焊接工作直至完成焊接，并通过机器人控制装置(10)保存焊接机器人焊接轨迹；且当所述焊接机器人焊接轨迹中的焊缝起点在所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)的视觉识别范围内时，将焊缝起点位置传输至控制部以引导控制焊接机器人中的所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)跟踪焊缝进行焊接工作，直至当所述焊接机器人焊接轨迹中的焊接终点从出现在视觉范围内变化为未在视觉范围内则停止焊缝自动跟踪；其中，在控制所述焊接机器人运动进行焊接工作直至完成焊接时，所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)实时采集所述焊接机器人焊接轨迹中各焊缝的焊缝特征数据，且各焊缝的焊缝特征数据均包括焊缝的宽度、深度、坡口形态、焊缝类型；所述质量检测机器人(6)复现所述焊接机器人焊接轨迹，并通过焊缝外形检测系统(61)和超声波检测系统(62)检测焊接机器人焊接轨迹上各焊缝的外形数据与内部缺陷数据以组成质量数据，并将质量数据实时传输至控制部，以由控制部基于质量数据进行焊缝质量三维重构并显示；所述机器人控制装置(10)的控制部至少保存1000条且每条不低于10分钟的焊接轨迹及焊缝特征数据。2.根据权利要求1所述的装有移动定位控制装置的焊接机器人，其特征在于，所述当所述焊接机器人焊接轨迹中的焊缝起点在所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)的视觉识别范围内时，将焊缝起点位置传输至控制部以引导控制焊接机器人中的所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)跟踪焊缝进行焊接工作，直至当所述焊接机器人焊接轨迹中的焊接终点
从出现在视觉范围内变化为未在视觉范围内则停止焊缝自动跟踪，包括：当所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)检测到所述焊接机器人焊接轨迹中的焊缝起点时，则将焊缝起点的焊缝起点位置数据发送至所述控制部；所述机器人视觉焊缝自动跟踪系统(4)实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩沛文，蒋林，张金泳，胡渊，李家波，戴建明，
申请(专利权)人：深圳市鸿栢科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：