[发明专利]机器人焊接过程控制及多传感信号同步采集系统及方法

摘要

本发明公开了一种机器人电弧焊焊接过程控制及多传感信号同步采集系统及方法，该系统进行焊接过程电弧光谱、熔池图像、焊接声音、电流及电压信号同步采集，实现焊接过程多源多态信号同步采集；工控机和控制箱共同组成控制系统，控制系统建立了焊接设备、机器人设备及信号采集存储设备间通讯网络，可实现焊接过程控制，以及信号采集控制。本发明适用于钨极气体保护焊、熔化极气体保护焊及冷金属过渡焊等多类型弧焊焊接方式的单台机器人焊接或机器人群组焊接过程控制与多源多态信号同步采集。本发明为实现基于多传感信号融合的焊接质量在线监测与控制研究提供了技术支持，对提高机器人焊接智能化水平，推动工业焊接车间实现智能制造具有重要意义。

主权项

1.一种机器人电弧焊焊接过程控制及多传感信号同步采集系统，其特征在于，包括用于焊接作业的机器人，以及用于采集弧焊焊接过程中电弧光谱的光谱信号采集单元、用于采集弧焊焊接过程中熔池图像的图像信号采集单元、用于采集弧焊焊接过程中焊接声音的焊接声音信号采集单元和用于采集弧焊焊接过程中电流电压的电流电压信号采集单元，焊接声音信号采集单元和电流电压信号采集单元将数据发送至信号控制箱，信号控制箱将焊接声音信号采集单元和电流电压信号采集单元的数据处理后发送至工控机的数据采集卡，光谱信号采集单元和图像信号采集单元连接工控机，工控机生成控制信号发送至信号控制箱，信号控制箱用于信号转发并控制焊接过程，机器人用于带动焊机执行焊接路径，并在完成焊接路径后发送熄弧信号给工控机；/n信号控制箱包括四个开关、一个急停按钮和与工控机中数据采集卡连接的数据采集卡接线端子；/n四个开关分别控制焊机电流的大小、焊机启弧和熄弧、送丝机点动送丝以及送丝机点动退丝；/n急停按钮连接电源开关，电源开关连接分线板，分线板连接四个空气开关，四个空气开关分别连接两个16V电源、一个24V电源和一个5V电源，两个16V电源分别连接两个运放模块，24V电源连接隔离模块，隔离模块连接一个第一运放模块，5V电源连接两个继电器，第一运放模块用于控制焊机电流大小，第二运放模块用于控制送丝机送丝速度，第一继电器用于控制焊机启弧和熄弧，第二继电器用于控制送丝机的启动和停止；/n数据采集卡接线端子连接两个继电器、隔离模块和第二运放模块，数据采集卡接线端子传递数据采集卡触发信号用于触发光谱仪和相机，数据采集卡接线端子接收启弧成功信号、电压信号、电流信号和声音信号并传递给数据采集卡。/n