[实用新型]一种用于管件焊接的六轴机器人控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种控制系统，特别涉及一种用于管件焊接的六轴机器人控制系统。

背景技术

管与管之间的焊接，焊缝复杂，焊接时烟尘和金属飞溅，焊接环境比较恶劣，因而用于管与管之间焊接的焊接机器人得到了广泛的应用，但现有焊接机器人存在如下不足：

1．控制系统较为复杂，操作不便，编程繁琐，如图2所示，控制系统高度集成于主板与控制面板中，开放程度较低，需要对操作人员进行专业的培训才可以较好地对机器人进行示教，实施对管件的焊接；

2．不易获取焊枪最优路径，获取最优路径时往往需要在电脑中进行多次模拟，由人工根据经验自行确定焊接轨迹，焊接过程中，焊枪中心点不够准确，易出现偏差，出现偏焊现象，机器人不能与管件有效配合好；

3．末端治具的精度达不到焊接的要求，对操作人员的综合素质要求较高，不能满足企业生产需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术控制部分的改进，提供一种用于管件焊接的六轴机器人控制系统，以克服上述已有技术存在的不足。

本实用新型采取的技术方案是：一种用于管件焊接的六轴机器人控制系统，包括主控板、嵌入式控制器以及运动控制器，运动控制器集成于嵌入式控制器中，运动控制器通过总线分别连接六个关节轴的电机伺服驱动器，进而与电机相连，主控板通过总线与嵌入式控制器连接，并通过嵌入式控制器和运动控制器控制六个关节轴的电机联动从而控制机器人的运动姿态；

所述主控板包括逻辑控制模块、路径规划模块、运动控制模块和网络控制模块；

逻辑控制模块用于对程序进行优化，完成逻辑控制的操作；

路径规划模块用于对末端运动轨迹求解，根据焊接工件尺寸选定合适的运动轨迹，获取最优路径；

运动控制模块用于控制末端运动实现直线、曲线运动操作以及运动跟踪，使其末端焊枪运动至所要达到的目标点；

网络控制模块用于实现实时监控六轴机器人运行的全过程及离线编程；

所述嵌入式控制器包括光电接近开关、焊枪末端点坐标获取模块、警报模块以及电源驱动模块；

光电接近开关用于限定运动行程，当末端焊枪快要碰触到焊接件时，光电接近开关发出接近信号并将接近信号传递给主控板控制系统，使焊枪停止运动；

警报模块用于对工作过程中异常状况示警，当焊枪由于误操作或是末端焊枪碰到焊接件或其他原因发生故障时，发出红色警报并伴有蜂鸣警报；

电源驱动模块用于给系统提供工作电源。

其进一步的技术方案是：所述嵌入式控制器嵌入焊枪末端点坐标获取模块，焊枪末端点坐标获取模块用于获取焊枪点的坐标位置点，经数据传输给路径规划模块，通过路径规划模块的计算求得最优运动路径。

更进一步：所述运动控制器采用GUS-600运动控制器，该控制器预留六个总线端口，通过总线电缆与六个关节轴的电机伺服驱动器连接，使得六个轴的电机联动从而控制机器人的运动姿态。

所述逻辑控制模块采用西门子S7-1200，网络控制模块采用GE- IC200BEM103，路径规划模块采用ROS-SLAM。

由于采取上述技术方案，本实用新型之一种用于管件焊接的六轴机器人控制系统具有以下有益效果：

1. 本实用新型通过集成各个模块，将主控板上逻辑控制模块、路径规划模块、运动控制模块以及网络控制模块与嵌入式控制器整合在一个控制系统中，提供逻辑编程、运动控制、网络控制等功能，使得复杂的控制系统简单化，易操作，制作成本较低；

2. 本实用新型主控板包括有路径规划模块，嵌入式控制器嵌入焊枪末端点坐标获取软件，可获取焊枪点的坐标位置点，经数据传输给路径规划模块，通过路径规划模块的计算求得最优运动路径，从而解决了以往难以获取最优路径的问题；减少了焊枪不必要的运动时间，提高了焊接的效率与焊接的质量；

同时将网络控制模块加入主控板控制系统中，用户可以随时监控机器人运动状况，可以更加便捷地使用焊接机械手焊接管件，由于有以上优点，使焊接机器人在焊接行业中得到进一步的应用推广；

3.本实用新型之嵌入式控制器嵌入焊枪末端点获取模块，通过该模块获取焊枪端点坐标，并通过数据传输给路径规划模块，从而推导出运动学的正解和逆解，获取了最优焊接路径，减少了焊枪不必要的运动时间，能够对焊枪端口精准定位，提高了焊接的效率与焊接的质量；

4.本实用新型采用嵌入式控制器，既可减少控制系统的体积，降低功耗和成本，又可提高可靠性。