[发明专利]火焰开坡口机器人自动镭射纠偏系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种自动位置纠偏系统，尤其涉及一种火焰开坡口机器人的位置纠偏系统。

 

背景技术

开坡口是钢板结构件焊接前的一道重要工序，坡口精度是保证焊接质量的重要环节。在工件外形和放置位置没有偏差的条件下，使用火焰机器人可以简单重复开坡口程序，但由于诸多原因，工件不可能完全相同，如切割精度影响外形尺寸、钢板不平度影响垂直距离、人工放置影响水平位置等，因此简单的重复程序无法保证坡口精度，大部分使用者不得不人工返修，或者每枚工件重复编程、示教过程，耗时较长。使用纠偏系统可以在机器人工作之前采集数据并传递给机器人，计算工作实际位置与标准位置的差值，自动补偿轨迹偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火焰开坡口机器人自动镭射纠偏系统，克服火焰机器人简单重复开坡口程序无法保证坡口精度的缺点。

一种火焰开坡口机器人自动镭射纠偏系统，其特征在于：包括镭射位置探测系统、机器人补正系统，机器人运动到预定位置，镭射位置探测传感器发射镭射光到工件，镭射光经工件反射后与射入光线成三角形传回传感器，传感器接受光线信号后，经由内部的信号放大器转化为电信号发送到机器人系统，机器人系统将此数据与标准数据相比较，得出其差值，并将此差值传给机器人各轴编码器，编码器根据此数值自动调整各轴的角度实现切割轨迹的一致性。

本发明是将钢板火焰开坡口机器人与镭射探测装置相结合，实现了由于钢板工件尺寸或位置偏差时的自动纠偏功能，能够保证钢板重复开坡口的精度。由于无机械性地接触检测物体实现检测，故不会对检测物体和传感器造成损伤，因此传感器具有很长的使用寿命。而且根据不同型号的光学传感器，镭射探测距离为20~1000mm, 响应时间非常短最高可达9.4KHz，完全没有机械性工作时间，并能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现最高可达1μm的高分辨率。

 

附图说明

图1为本发明的火焰开坡口机器人自动镭射纠偏系统工作原理示意图。 

 

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施方式：

本发明的火焰开坡口机器人自动镭射纠偏系统，包括镭射位置探测系统、机器人补正系统，机器人运动到预定位置，镭射位置探测传感器发射镭射光到工件，镭射光经工件反射后与射入光线成三角形传回传感器，传感器接受光线信号后，经由内部的信号放大器转化为电信号发送到机器人系统，机器人系统将此数据与标准数据相比较，得出其差值，并将此差值传给机器人各轴编码器，编码器根据此数值自动调整各轴的角度实现切割轨迹的一致性。

机器人使用预先设定的接近速度，接近方向数据，使镭射传感器部分向对象工件移动；使用数字输入信号，检测机器人接触对象工件位置；将已找到的对象工件位置数据与标准数据比较，得出偏移量；将偏移信息，分配到各轴编码放大后，实现机器人移动到当前对象工件位置。其工作步骤如下：  

1．设置工具中心点

    缺省设定的工具坐标系的原点位于机器人J6轴的法兰上。根据实际加工，需要把工具坐标系的原点移到工作的位置和方向上，该位置叫工具中心点TCP（Tool Center Point）。  工具坐标系的所有测量都是相对于TCP的，因此TCP的设置非常重要。机器人系统一般使用了两个工具：镭射传感器和工作工具，因此通常需设置两个TCP。

    2．编辑探测程序

2.1设定使用镭射传感坐标系；

2.2设定传感条件———探测距离、探测速度、探测返回距离、探测返回速度等，并将传感旗标打开，以确定以此次探测的距离作为标准距离；

    2.3示教探测位置，根据不同需求可设定任何数目的单个点、切割程序的某个段、或整个切割程序的修正；

    2.4示教工作轨迹；

    2.5结束编程；

    2.6连续运行程序，此次运行的探测数据将作为标准距离，镭射传感器发射镭射光到工件，经反射后生成电信号传输给机器人系统（注：此时传感旗标为打开）；

    2.7设定偏置寄存器（注：探测出来的位置偏差将写入偏置寄存器，其值将用来纠正工件运行轨迹的偏移量）；

    2.8关闭探测旗标（注：以后再运行程序时将以标准数据位依据，计算偏差值）；

    2.9更换工件，运行程序，经探测的偏差值将自动由机器人系统补偿给机器人工作工具中心点，从而实现对运动轨迹的补正。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，则应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。