一種免編程焊接機器人及控制方法
【專利摘要】一種免編程焊接機器人及控制方法，包括焊炬、發(fā)光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉(zhuǎn)盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅(qū)動器。立柱內(nèi)設伺服電機Ⅴ軸連接的齒輪與設有光柵尺的底座齒條嚙合，立柱上端轉(zhuǎn)盤與伺服電機Ⅳ連接，機座與大臂、大臂與小臂、小臂與手腕之間分別通過伺服電機連接，手腕前端設有焊炬、發(fā)光器及光開關(guān)，伺服電機均裝有編碼器，驅(qū)動器與編碼器連接計算機。人工移動焊接機器人進行移行、焊接和回位等全套動作，計算機對焊接機器人所有運行軌跡進行學習和存儲，然后進行復制繼承，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。本發(fā)明解決了機器人需要編程的難題，可實現(xiàn)自動焊接，提高作業(yè)效率和焊接質(zhì)量。
【專利說明】一種免編程焊接機器人及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械控制領(lǐng)域，特別涉及一種不用編制程序就能實現(xiàn)自動焊接的焊接機器人及其控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，機器人已在各領(lǐng)域的各種操作和作業(yè)中得到了普遍應用，對于提高作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本等方面起到了不可替代的作用。然而，機器人編程一直是個復雜的工作，而且編程生澀難懂，普通人需要學習專業(yè)知識或經(jīng)過專門訓練才能會操作焊接機器人，從而影響了機器人的推廣和使用范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種不必編制程序，便能實現(xiàn)焊接機器人的自動焊接作業(yè)，從而提高工作效率和工件焊接質(zhì)量的免編程焊接機器人及其控制方法。
[0004]為此，本發(fā)明所采取的解決方案是:
[0005]一種免編程焊接機器人，其特征在于，包括焊炬、發(fā)光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉(zhuǎn)盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅(qū)動器；立柱下部內(nèi)設有伺服電機V，伺服電機V軸上連接有齒輪，齒輪與底座上表面的齒條嚙合，底座一側(cè)安裝有與計算機連接的光柵尺，立柱上端活動連接一轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤與設于立柱上部內(nèi)的伺服電機IV連接，轉(zhuǎn)盤上固定機座，機座上部通過伺服電機III連接大臂，大臂通過伺服電機II與小臂連接，小臂通過伺服電機I連接手腕，手腕前端連接板前面分別連接有焊炬和發(fā)光器，后面設有光開關(guān)，五臺伺服電機上均裝有編碼器，編碼器均與計算機相連，五臺伺服電機分別通過電纜與控制柜內(nèi)五個對應設置的驅(qū)動器連接，五個驅(qū)動器通過電纜分別連接在計算機上。
[0006]一種免編程焊接機器人的控制方法，其特征在于，具體學習和操作過程為:
[0007]1、學習存儲
[0008]人工移動焊接機器人手腕至焊縫位置，計算機自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲。
[0009]在焊炬移動到焊縫處時，按動手腕上的光開關(guān)，發(fā)光器將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關(guān)，焊接機器人學習焊接結(jié)束，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲。
[0010]手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機返回鍵，計算機自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲，完成一個學習循環(huán)過程。
[0011]2、復制繼承
[0012]按計算機自動方式鍵后，再按執(zhí)行確認鍵執(zhí)行自動焊接，計算機按照學習存儲的運行軌跡，通過驅(qū)動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據(jù)計算機預先設定的數(shù)控參數(shù)，通過計算機操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]本發(fā)明有效解決了自動焊接機器人需要編程的難題，操作人員不需要學習復雜難懂的編程知識，還可使沒有接觸過焊接機器人的普通人很快學會并熟練操作，焊接機器人結(jié)構(gòu)簡單，動作靈活準確，運行安全可靠，可提高作業(yè)效率，減少人為因素影響，在降低作業(yè)成本的同時，極大提高工件焊接質(zhì)量。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是焊接機器人主視示意圖；
[0016]圖2是焊接機器人左視示意圖；
[0017]圖3是焊接機器人俯視示意圖；
[0018]圖4是焊接機器人控制系統(tǒng)示意圖。
[0019]圖中:焊炬1、發(fā)光器2、手腕3、伺服電機I 4、編碼器5、小臂6、大臂7、伺服電機1118、機座9、轉(zhuǎn)盤10、伺服電機IV 11、立柱12、伺服電機V 13、底座14、光柵尺15、光開關(guān)16、伺服電機II 17、齒條18、驅(qū)動器I 19、驅(qū)動器II 20、計算機21、驅(qū)動器III22、驅(qū)動器IV 23、電纜24、驅(qū)動器V 25。

【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
[0021]由圖1、2、3可見，本發(fā)明免編程焊接機器人，主要是由焊炬1、發(fā)光器2、手腕3、伺服電機I 4、編碼器5、小臂6、大臂7、伺服電機III 8、機座9、轉(zhuǎn)盤10、伺服電機IV 11、立柱12、伺服電機V 13、底座14、光柵尺15、光開關(guān)16、伺服電機II 17、齒條18、驅(qū)動器I 19、驅(qū)動器II 20、計算機21、驅(qū)動器III 22、驅(qū)動器IV 23、電纜24、驅(qū)動器V 25所組成。
[0022]在立柱12的下部內(nèi)設有伺服電機V 13，伺服電機V 13軸上連接有齒輪，齒輪與底座14上表面的齒條18嚙合，使立柱12可沿著底座14平行移動。在底座14的一側(cè)還安裝有光柵尺15，光柵尺15與計算機21連接。在立柱12的上部里面裝有伺服電機IV 11，立柱12的上端活動連接一轉(zhuǎn)盤10，轉(zhuǎn)盤10與伺服電機IV 11連接，并在伺服電機IV 11的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤10上固定機座9，機座9上部通過伺服電機III 8連接大臂7，大臂7通過伺服電機II 17與小臂6連接，小臂6通過伺服電機I 4連接手腕3，伺服電機I 4上安裝有編碼器
5。大臂7、小臂6及手腕3均可以對應的伺服電機為軸轉(zhuǎn)動。在手腕3的前端連接板前面分別連接有焊炬I和發(fā)光器2，后面設有光開關(guān)16。伺服電機II 17、伺服電機III 8、伺服電機IV 11和伺服電機V 13上亦分別裝有編碼器，且所有編碼器均與計算機21相連。伺服電機I 4、伺服電機II 17、伺服電機1118、伺服電機IV 11和伺服電機V 13分別通過電纜與控制柜內(nèi)設置的驅(qū)動器I 19、驅(qū)動器II 20、驅(qū)動器III 22、驅(qū)動器IV 23、驅(qū)動器V 25依次對應連接，五個驅(qū)動器則通過電纜24分別連接在計算機21上。
[0023]本發(fā)明免編程焊接機器人的具體學習和操作過程為:
[0024]1、學習存儲
[0025]人工移動焊接機器人手腕3至焊縫位置，計算機21自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機21，計算機21進行識別和存儲。
[0026]在焊炬I移動到焊縫處時，按動手腕3上的光開關(guān)16，發(fā)光器2將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關(guān)16，焊接機器人學習焊接結(jié)束，各編碼器和光柵尺15將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機21，計算機21進行識別和存儲。
[0027]手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機21返回鍵，計算機21自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺15將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機21，計算機21進行識別和存儲，完成一個學習循環(huán)。
[0028]2、復制繼承
[0029]按計算機21自動方式鍵后，再按執(zhí)行確認鍵執(zhí)行自動焊接，計算機21即可按照學習存儲的運行軌跡，通過驅(qū)動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據(jù)計算機21預先設定的數(shù)控參數(shù)，通過計算機21操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
【權(quán)利要求】
1.一種免編程焊接機器人，其特征在于，包括焊炬、發(fā)光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉(zhuǎn)盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅(qū)動器；立柱下部內(nèi)設有伺服電機V，伺服電機V軸上連接有齒輪，齒輪與底座上表面的齒條嚙合，底座一側(cè)安裝有與計算機連接的光柵尺，立柱上端活動連接一轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤與設于立柱內(nèi)上部的伺服電機IV連接，轉(zhuǎn)盤上固定機座，機座上部通過伺服電機III連接大臂，大臂通過伺服電機II與小臂連接，小臂通過伺服電機I連接手腕，手腕前端連接板前面分別連接有焊炬和發(fā)光器，后面設有光開關(guān)，五臺伺服電機上均裝有編碼器，編碼器均與計算機相連，五臺伺服電機分別通過電纜與控制柜內(nèi)五個對應設置的驅(qū)動器連接，五個驅(qū)動器通過電纜分別連接在計算機上。
2.一種應用權(quán)利要求1所述免編程焊接機器人的控制方法，其特征在于，具體學習和操作過程為: (1)學習存儲 人工移動焊接機器人手腕至焊縫位置，計算機自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲； 在焊炬移動到焊縫處時，按動手腕上的光開關(guān)，發(fā)光器將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關(guān)，焊接機器人學習焊接結(jié)束，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲； 手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機返回鍵，計算機自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發(fā)送給計算機，計算機進行識別和存儲，完成一個學習循環(huán)過程； (2)復制繼承 按計算機自動方式鍵后，再按執(zhí)行確認鍵執(zhí)行自動焊接，計算機按照學習存儲的運行軌跡，通過驅(qū)動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據(jù)計算機預先設定的數(shù)控參數(shù)，通過計算機操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
【文檔編號】B23K37/00GK104175029SQ201410399714
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月13日
【發(fā)明者】單文博 申請人:單文博