[发明专利]一种用于栅格板焊接的智能化自动焊接系统及其工作方法

摘要

本发明公开了一种用于栅格板焊接的智能化自动焊接系统，包括：机器人、工业相机、光栅控制器和控制装置，机器人有2个，工业相机有2组，包括第一工业相机和第二工业相机，机器人上设有机械臂，机械臂上设有腕关节，第一工业相机和第二工业相机分别设于2格机器人的腕关节上，腕关节上设有焊枪，光栅控制器成对设于工作台上，机器人、工业相机以及光栅控制器均与控制装置连接。本发明中通过设置两个机器人，并在两机器人上分别设置一个工业相机，通过一个工业相机对栅格板进行拍摄来确认栅格板的型号，另一个工业相机拍摄来确认其栅格板上所需焊接点的位置信息，实现了完全的自动化和智能化的生产，提高其焊接的准确性。

主权项

1.一种用于栅格板焊接的智能化自动焊接系统的工作方法，其特征在于：其中用于栅格板焊接的智能化自动焊接系统包括：机器人（1）、工业相机（2）、光栅控制器（3）和控制装置，其中，所述工业相机（2）有2组，包括第一工业相机（21）和第二工业相机（22），所述机器人（1）上设有机械臂（4），所述的机械臂（4）上设有腕关节（5），所述腕关节（5）上设有焊枪（6），所述光栅控制器（3）成对设于工作台上，所述工作台上设有安装支架，所述第一工业相机（21）和第二工业相机（22）分别安装于腕关节（5）和工作台上的安装支架上，所述机器人（1）、工业相机（2）以及光栅控制器（3）均与控制装置连接；所述机器人（1）还包括基座，所述的机械臂（4）通过旋转平台固定于基座上，所述的机械臂（4）由一组轴关节组成，所述轴关节之间为可活动连接，且，所述的基座下方设有滑轮；所述安装支架采用可伸缩式支架；所述光栅控制器（3）的表面设有保护罩，所述的保护罩采用透明橡胶材料制成；所述控制装置中设有焊接控制装置、相机控制装置、执行控制装置和控制系统，所述的控制系统中设有焊接控制模块（7）、相机控制模块（8）、执行控制模块（9）和中央控制器（10），所述的焊接控制装置的两端分别与焊枪（6）和焊接控制模块（7）连接，所述相机控制装置两端分别与工业相机（2）和相机控制模块（8）连接，所述执行控制装置两端分别与执行装置和执行控制模块（9）连接，所述焊接控制装置、相机控制装置和执行控制装置均与控制系统连接，所述焊接控制模块（7）、相机控制模块（8）和执行控制模块（9）均与中央控制器（10）连接；所述相机控制模块（8）中设有第一相机控制模块和第二相机控制模块，所述的第一相机控制模块和第二相机控制模块均与中央控制器（10）连接；所述的控制系统采用PLC控制系统，所述的PLC控制系统中设有中央处理器CPU、程序存储器ROM、数据存储器RAM、I/O口、数据转换器、定时计数器、外部中断和串行通信，且，所述的PLC控制系统中设有用于存储栅格板型号的数据存储单元，所述的程序存储器ROM、数据存储器RAM、I/O口、数据转换器、定时计数器、外部中断和串行通信均与中央处理器CPU连接，所述的相机控制模块（8）与数据存储器RAM的输入端连接，所述的数据存储器RAM的输出端与数据转换器连接；所述的焊接控制装置包括焊接工装夹具、焊接变位机、焊接操作机和焊接工件输送装置，所述的焊接变位机与焊枪（6）和第二工业相机连接，所述的焊接工装夹具、焊接操作机和焊接工件输送装置均与控制系统连接，且它们均与焊枪（6）相配合；所述的执行控制装置由伺服电机和气动回路构成，所述气动回路由气源、控制阀和气缸构成，所述的伺服电机和气动回路均与控制系统连接；所述的一种用于栅格板焊接的智能化自动焊接系统的工作方法，所述的工作方法的具体步骤如下：（1）：首先通过人工将企业涉及的栅格板的型号数据录入PLC控制系统中的栅格板数据存储单元中；（2）：然后企业在生产的过程中通过压焊机对栅格板进行压制，然后根据焊接需要的尺寸对栅格板进行划分；（3）：待上一步骤中栅格板划分完成后，开始启动该自动焊接控制装置，然后整个装置中的各个部分均进入工作状态；（4）：然后焊接工件输送装置将焊接工件送到指定的工位；待工件被送到指定的工位后，工作人员按下开始按钮，当控制系统得到命令后，将通过中央控制器（10）命令相机控制模块（8）开始工作，然后相机控制模块（8）将通过相机控制装置驱动第一工业相机位于栅格板的顶部开始对栅格板进行拍摄；（6）：然后将拍摄的数据通过相机控制模块（8）中的第一相机控制模块传送给控制系统中的中央控制器（10），然后中央控制器（10）对接收到的数据进行分析；（7）：待上一步骤中央控制器（10）分析完成后，根据分析的结果，确认需要焊接栅格板的型号；（8）：然后第二相机将会对栅格板进行第二次拍摄，然后将拍摄的数据通过相机控制模块（8）中的第二相机控制模块传送给控制系统中的中央控制器（10），然后中央控制器（10）对接收到的数据进行分析；（9）：待上一步骤中中央控制器（10）分析完成后，根据分析的结果，确认栅格板上需要焊接点的具体位置信息；（10）：然后中央控制器（10）从栅格板数据库中调取与之相匹配的栅格板数据，然后根据调取的数据中央控制器（10）命令焊接控制模块（7）控制焊接控制装置开始工作；（11）：然后执行控制模块（9）将会命令执行控制装置带动焊枪（6）开始对栅格板进行焊接；（12）：待上一步骤中焊枪（6）焊接完成后，第二工业相机将对焊接后的栅格板进行再次拍摄，并将拍摄数后的数据传送给控制系统中的数据存储器RAM，对数据进行存储；（13）：然后通过数据转换器对存储的模拟信号转换成数字信号，再将数据传送给数据计算器，待数据计算器对接收到的数据进行分析，然后把分析的结果传送至中央处理器CPU；（14）：待中央处理器CPU接收到数据后对数据进行分析并处理，然后将分析得出的结果再经过数据转换器转换成模拟信号；（15）：待数据转换完成后，将数据传送给中央控制器（10），如果分析数据中发现有漏焊或者是焊接错位现象，那么中央控制器（10）将会通过报警装置进行报警提醒，并把相关的位置信息通过触摸屏进行显示；（16）：在上述工作过程中，如果第二工业相机拍摄的数据分析得出的结果需要对该自动焊接控制装置的位置做出相应的调整，那么中央控制器（10）将会根据分析的结果对机械臂（4）以及腕关节（5）进行微调，让其满足焊接的要求；（17）：按照上述的工作方法直至所有的焊接点都焊接完毕，在整个焊接过程中，一旦出现任何的异常问题，都将会通过报警装置进行蜂鸣报警，并同时通过报警显示灯进行显示，直至处理故障解除方可；（18）：焊接完成后，通过操作键盘让中央控制器（10）命令伺服电机停止工作，然后依次让其他设备停止运转，最后通过操作键盘将设备关闭即可。