[实用新型]人机协作机器人激光焊接及检测系统

说明书

本实用新型提供一种人机协作机器人激光焊接及检测系统，系统包含激光焊接单元、协作型机器人单元及光学扫描检测单元；其中，以机器人为中心，激光焊接单元安装在机器人左前方，三维扫描检测单元安装在机器人右前方，各单元均位于机器人工作范围内；协作机器人单元左后方安装有工件存放台，在光学扫描检测单元右后方放置有成品存放箱。本实用新型采用人机协作型机器人，操作者和机器人可以共用一台激光焊接机，将激光焊接和工件的扫描检测结合在一个工位，节省了设备、人工和场地投入，提高了生产效率。

技术领域

本实用新型属于自动化焊接及检测领域，尤其涉及一种人机协作机器人激光焊接及检测系统。

背景技术

在激光自动化焊接领域内，常见的焊接方式是机器人与激光焊接机的配合应用，或是机器人与检测设备的配合应用，而且一般使用工业机器人，使用时必须设有防护隔离装置，当工业机器人工作时禁止操作者进入其工作区域。这样激光焊接机就只能用于自动化作业，无法用于部分工件需要手工辅助焊接的场合。此外，在进行自动化检测时需在检测室中配备另一台机器人，从而导致设备、人员投入多，占用场地多。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的在于提供一种人机协作机器人激光焊接及检测系统，旨在解决操作者和机器人可共用一台激光焊接机，而且焊接机器人可协助进行工件检测的问题。

为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是：提供一种人机协作机器人激光焊接及检测系统；系统包含激光焊接单元、协作型机器人单元及光学扫描检测单元三个单元；其中，以机器人为中心，激光焊接单元安装在机器人左前方，光学扫描检测单元安装在机器人右前方，各单元均位于机器人手臂工作行程内；协作型机器人单元左后方安装有工件存放台，操作者将加工后的工件放置在工件存放台上等待机器人抓取；在光学扫描检测单元右后方放置有成品存放箱，用于区分放置合格与不合格品。

所述激光焊接单元与协作型机器人单元间使用通信电缆进行串口连接，通过系统控制模块进行工作模式信号、系统动作顺序、工作状态信号、报警监测信号的传递，从而在机器人单元配合下完成工件焊接。光学扫描检测单元与协作型机器人单元同样通过通信电缆进行串口连接，通过系统控制模块进行系统动作顺序、工作状态信号、报警监测信号、检测判定信号的传递，从而在协作型机器人单元的配合下完成焊接部位的扫描检测。

所述激光焊接单元，由激光单元、冷却单元及电控单元组成；其中，激光单元、冷却单元分别与电控单元进行连接；冷却单元用于维持激光器温度恒定，电控单元是整台设备的电力供给和电气控制部分；系统设有手动和自动两种工作模式，可通过电控单元中控制面板进行模式切换。

所述协作型机器人单元，由机器人与控制单元组成；机器人采用人机协作型六轴机器人并配有夹爪，配置有力传感器和嵌入式安全系统，无需设置安全防护措施，操作者可以与机器人友好协同作业。

所述光学扫描检测单元，由图形扫描模块、数据处理模块及控制系统组成；所述数据处理模块指三维测量比对软件；所述图形扫描模块包括三维光学扫描仪及其用于固定、照明的扫描辅助装置。

工作流程：作业前操作者将系统各设备参数、状态调整至合格；调试结束后系统开始执行焊接作业，操作者将系统工作模式设置为手动模式，然后手持待焊接组件，操作激光焊接机将待焊接组件手动焊接拼接；手动拼接并目视检查合格后操作者将工件放置到工件存放台指定位置；手动作业结束后，操作者将系统工作模式切换为自动模式，通过激光焊接机控制面板上的按钮向系统发送指令开始自动作业；机器人接收到系统指令后按照程序设定的路径抓取工件并移动至激光焊接机工位的焊接位置；机器人移动到位后，向激光焊接机发送焊接指令，激光焊接机收到指令发射激光，机器人同时按照程序设定的动作路径移动工件完成焊接。焊接完成后，激光焊接机停止发射激光；完成焊接作业后操作者可以将系统工作模式切换为手动模式进行下个工件的手动焊接作业，系统处于手动模式时机器人不会向激光焊接工位靠近，可以执行后续扫描、搬运作业，若后续作业完成则移动至原点位置保持待机状态。这样的程序设置可以使操作者作业安全系数更高。