[发明专利]一种焊接机器人及其姿态控制方法

说明书

一种焊接机器人的姿态控制方法，所述控制系统依据接收到的信息判断能量检测器检测到的能量差值，若该差值绝对值小于预先设定的阀值，则控制系统不对机械臂进行姿态调整；若该差值大于等于所述阀值，则控制系统向机械臂发出运动指令，控制机械臂进行姿态调整，直至该差值小于所述阀值以将焊枪移动到接缝的正上方且垂直于所述板材所在平面。

技术领域

一种焊接机器人姿态控制方法。

背景技术

焊接机器人是一种在自动控制器的控制下完成焊接操作的机械设备，焊接机器人的焊接质量可靠、精度高、环境适应性好，因此机器人焊接的应用越发广泛和普遍。

为了使机器人能够沿着预定焊接路径完成焊接工作，预定的程序必须被提前设定，然而，由于存在控制误差、机械误差等各种误差，使得机器人的实际焊接路径与预定焊接路径之间存在一定的焊接误差；在高精度焊接场合，通过各种传感器或控制算法以将焊接误差尽可能的降低到最小。基于此，针对现有减少焊接误差的设备和方法的成本高、控制复杂，本发明用于提供一种结构简单、成本低、控制方式可靠的系统，以尽可能的降低由于焊枪倾斜而引起的焊缝强度均匀性差、焊缝质量不合格等问题。

发明内容

本发明提供一种结构简单、成本低、控制方式简单、可靠性高的系统及其姿态控制方法，用于解决焊接均匀性差、焊缝质量差的问题。

一种焊接机器人，包括机械臂、固定在机械臂末端的保持架、安装在机械臂末端上的焊枪以及安装在保持架上的误差校正系统，根据控制系统的指令，所述机械臂驱动焊枪位于接缝上方并沿预定路径移动以完成两板材的焊接；所述误差校正系统包括第一、第二检测部件以及滤波器；所述检测部件包括分别位于焊枪一侧和另一侧的能量发射器和能量检测器；并且，第一检测部件的能量发射器和第二检测部件的能量检测器位于焊枪的同一侧；所述第一、第二检测部件被设定为具有不同的发射和接收频率以避免二者相互干扰；两所述能量检测器分别检测各自对应的能量发射器发射的、经所述板材反射后的信号；两所述能量检测器分别连接第一、第二滤波器，所述第一、第二滤波器分别将检测到的信号处理后发送到所述控制系统；所述控制系统依据接收到的信息控制机械臂进行位姿调整以将焊枪移动到接缝的正上方。

本发明还提供一种焊接机器人的姿态控制方法，

所述焊接机器人包括机械臂、固定在机械臂末端的保持架、安装在机械臂末端上的焊枪以及安装在保持架上的误差校正系统，所述误差校正系统包括第一、第二检测部件及滤波器；所述检测部件包括分别位于焊枪一侧和另一侧的能量发射器和能量检测器；并且，第一检测部件的能量发射器和第二检测部件的能量检测器位于焊枪的同一侧；

具体控制过程为：

根据控制系统的指令，所述机械臂驱动焊枪位于接缝上方并沿预定路径移动以完成两板材的焊接；

两所述能量检测器分别检测各自对应的能量发射器发射的、经所述板材反射后的信号；

两所述能量检测器分别连接第一、第二滤波器，所述第一、第二滤波器分别将检测到的信号进行处理并发送到所述控制系统；

所述控制系统依据接收到的信息计算两能量检测器检测到的信号差值，若该差值绝对值小于预先设定的阀值，则控制系统不对机械臂进行姿态调整；若该差值大于等于所述阀值，则控制系统向机械臂发出运动指令，控制机械臂进行姿态调整，直至该差值小于所述阀值以将焊枪移动到接缝的正上方且垂直于所述板材所在平面。

为了防止焊弧影响能量发射器和能量接收器的工作，设置合适的滤波器连接能量检测器，保证了信号采集的准确性同时不影响焊接操作。

不同的发射和接收频率能够防止两组能量发射器和能量检测器之间的干扰；可通过调整能量发射器连接的驱动器的脉冲频率来实现，从而实现了不同的能量发射器具有不同的频率。可以使用更多的能量发射器和能量检测器来提供更多信息以提高焊枪控制的分辨率，比如采用三组、四组、五组或更多的检测部件。