[实用新型]基于远程校正的船舶组立板架结构焊接机器人

说明书

本实用新型涉及船舶设备技术领域，具体涉及基于远程校正的船舶组立板架结构焊接机器人，包括随动焊接机器人、主动机器人、控制系统与人机交互系统；随动焊接机器人的末端安装有结构光视觉扫描装置、焊枪，随动焊接机器人上安装有焊接机器人控制器，主动机器人的末端安装有焊枪模型、施力把手，主动机器人的上安装有主动机器人控制器，施力把手底部安装有力觉传感器；主动机器人控制器包括阻抗控制器、模糊自整定控制器、逆动态模型。本实用新型的随动焊接机器人受主动机器人随动控制，通过施加外力于施力把手，可实现主动机器人末端的位置和力的柔顺性控制，使随动焊接机器人焊接轨迹回到自主扫描范围内实现，实现远程校正。

技术领域

本实用新型涉及船舶设备技术领域，具体涉及基于远程校正的船舶组立板架结构焊接机器人。

背景技术

在船舶制造中，焊接占据着重要位置。船舶板架结构是船舶舱室的典型结构，其焊缝结构形式多样，量小品多，焊缝短小，因此船舶板架结构的焊接，对焊接机器人的转配精度要求更高。现有也出现用于船舶板架结构的智能焊接机器人，如公告号为CN 206484130U专利名称为用于船舶板架结构机器人的智能焊接系统的中国专利，公开了智能焊接系统包括焊接装置、与焊接装置相连的数字化焊接电源和控制系统；焊接装置包括导轨和设在导轨上的焊接机器人系统，控制系统连接有一人机交互系统，所述的人机交互系统对焊接机器人系统进行控制；焊接机器人系统包括机械手臂，机械手臂连接有激光扫面件和焊枪装置。但由于该系统的工件焊缝宽度的允许范围是V型坡口底部宽度小于5mm，顶部宽度在5mm-50mm之间，当工件焊缝的间距呈现不规则的情况，使得工件焊缝部分超出允许范围，容易导致自动循迹识别出现偏差，当出现偏差时，需要收起焊弧现场进行校正，导致校正过程效率低，容易导致无法及时调整焊接参数，从而影响焊接质量。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供基于远程校正的船舶组立板架结构焊接机器人，通过设置随动焊接机器人和主动机器人，随动焊接机器人设置于远程端，通过控制主动机器人可对随动焊接机器人进行远程校正，解决了现有焊接机器人不能远程操作效率低下的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：基于远程校正的船舶组立板架结构焊接机器人，包括随动焊接机器人、主动机器人、控制系统与人机交互系统；

所述随动焊接机器人的末端安装有结构光视觉扫描装置、焊枪，所述随动焊接机器人上安装有焊接机器人控制器，所述焊接机器人控制器输入端与所述结构光视觉扫描装置连接，所述焊接机器人控制器输出端与所述随动焊接机器人输入端连接；

所述主动机器人的末端安装有焊枪模型、施力把手，所述主动机器人上安装有主动机器人控制器，所述施力把手底部安装有力觉传感器；所述主动机器人控制器包括阻抗控制器、模糊自整定控制器、逆动态模型；

所述阻抗控制器的输入端分别与所述力觉传感器、所述随动焊接机器人控制器连接，所述阻抗控制器的输出端与主动机器人的输入端连接；所述阻抗控制器用于通过获取随动焊接机器人的位置信息和施加于施力把手的力信息，并通过计算得到位置误差和外力值后传送给主动机器人，实现主动机器人末端的力和位置的柔顺控制；

所述模糊自整定控制器的输入端分别与所述力觉传感器、所述随动焊接机器人控制器连接，所述模糊自整定控制器的输出端与所述阻抗控制器连接；所述模糊自整定控制器用于获取随动焊接机器人位置变化量和外界力变化量的实时值，实时调整比例系数、积分系数和微分系数，实时调整阻抗控制器的输出值；

所述逆动态模型的一个输出端接入与所述阻抗控制器与所述主动机器之间的加法器，所述逆动态模型的另一个端输出端与焊接机器人控制器、所述控制系统连接；所述逆动态模型用于接收所述阻抗控制器输出的力信息和位置信息，计算主动机器人的轨迹跟随误差，进行轨迹跟随纠偏控制；

所述焊接机器人控制器、所述逆动态模型通过通信电缆与所述控制系统连接，所述随动焊接机器人受主动机器人随动控制，实现同步动作，所述控制系统与所述人机交互系统连接。