[发明专利]越障全位置自主焊接机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人，特别涉及一种越障全位置自主焊接机器人。

背景技术

焊接机器人，是一种能够完成焊接操作的自动化装置。焊接机器人，一般采用多个关节的机械手臂，以实现工作空间内任意位置和姿态移动。工业中，焊接机器人，一般采用磁吸式焊接机器人吸住焊接工件的表面，然后在焊接工作表面完成焊接任务。磁吸式焊接机器人，一般都是与工件直接接触或者不直接接触实现与焊接工作的磁吸，以进行焊接，例如中国专利公开号CN02079339A公开了一种储油罐表面作业机器人，此种机器人为与焊接工作接触磁吸式焊接机器人。中国专利公开号CN1739925公开了一种非接触磁吸附轮式爬壁机器人，此种机器人为不直接接触式磁吸机器人。

以上两种机器人，当焊接工件表面有障碍物时，都不能实现跨越障碍物焊接，存在行走不到的位置死角；焊枪把持机构自由度限制焊接工作位置和姿态，当遇到角缝焊接时，焊枪不能移动到焊接工件的焊缝位置，存在焊接死角；另外，以上两种机器人传感方式单一，不能实现自主的连续焊接工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上不足，提供了一种越障全位置自主焊接机器人，以自主地实现越障全位置的焊接作业。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种越障全位置自主焊接机器人，包括

机器人运动系统，包括车架，位于所述车架上方的由多个关节组成的机械手臂，用于调节工作范围内任意位置和姿态；位于所述车架下方的多组驱动轴，每组驱动轴为两个、且位于同一直线上，每个驱动轴的靠近车架外侧的端部连接有驱动轮，所述每个驱动轴与车架之间还滑动连接有直线滑轨，所述直线滑轨位于所述驱动轮的内侧，所述每个驱动轴连接有用于控制驱动轮的驱动电机，所述每组驱动轴与车架之间设置有磁吸附装置，用于吸附焊接工件表面；

焊接设备系统，包括焊机、与焊机电路连接的的送丝机构，所述送丝机构安装在机械手臂的首个关节上，以及安装在所述机械手臂末个关节的焊枪，所述送丝机构，包括带有焊丝的送丝缆，所述送丝缆沿着机械手臂将焊丝送给焊枪，所述焊机的底部设置有水箱，所述水箱内设置有水泵，所述水泵连接有水管，所述水管连接到焊枪上，用于降低焊枪的温度，所述焊机气路连接装有保护气体的气瓶，所述水箱、气瓶安装在辅助小车上；

智能传感系统，包括分别安装在焊枪前后方的CCD图像传感器，用于寻迹焊接工件及其焊缝区域位置、以及采集焊接过程中的熔池图像信息，以使所述机器人运动系统对焊接工件及其焊缝区域进行准确定位、并实时检测熔池形貌特征；安装在车架前部上方的摄像机，用于采集车架前进方向的障碍物的图像信息，精确检测车架与障碍物的距离信息，并确定障碍物的几何形状尺寸；安装在车架前部的距离传感器，用于粗略检测车架与其前进方向的障碍物的距离信息；

中央控制系统，用于控制所述机器人运动系统、焊接设备系统、智能传感系统的动作；

通讯系统，用于实现所述机器人运动系统、焊接设备系统、智能传感系统与中央控制系统的数据通讯。

进一步的，所述通讯系统，包括

机器人通讯模块，通过CAN总线协议实现中央控制系统与机器人运动系统的数据通讯；

焊接通讯模块，通过可编程逻辑控制器实现中央控制系统与焊接设备系统的数据通讯；

数据采集模块，包括图像采集卡、数据采集卡和路由器，所述图像采集卡，用于将所述智能传感系统的CCD图像传感器实时采集的图像信息传送给中央控制系统；所述数据采集卡，用于将所述智能传感系统的超声波距离传感器和红外线距离传感器实时采集所述焊接机器人与障碍物的距离信息传送给中央控制系统；所述路由器，用于将所述智能传感系统的摄像机采集的障碍物的图像信息传送给中央控制系统。

进一步的，所述磁吸附装置，包括位于驱动轴底部的磁铁组件，所述磁铁组件与车架之间设置有丝杠机构，所述丝杠机构用于调节磁铁组件与地面之间的高度。

进一步的，所述磁吸附装置，还包括固定在每个驱动轴长度方向的两侧、且固定在所述磁铁组件上的两个滑动导杆，以及套合在每个滑动导杆外侧的弹簧。

进一步的，所述磁铁组件，包括一块轭铁，以及安装在所述轭铁底部的多块永磁铁。

进一步的，所述丝杠机构，包括连接在磁铁组件与车架之间的丝杠，与所述丝杠螺纹连接有第一丝杆和第二丝杆，所述第一丝杆位于丝杠的上部，所述第二丝杆位于丝杠的下部。

进一步的，所述距离传感器为超声波距离传感器和/或红外线距离传感器。

进一步的，所述保护气体为二氧化碳。