[发明专利]一种栅格板专用高精度机器人自动焊接装置及其工作方法

摘要

本发明公开了一种栅格板专用高精度机器人自动焊接装置，包括：固定座、旋转轴、下臂、上臂、腕关节和电控箱，其中，旋转轴设于固定座上，下臂通过定位销与旋转轴连接，上臂通过定位销与下臂连接，腕关节通过定位销与上臂连接，且，腕关节的一端设有焊枪和摄像装置，摄像装置中设有摄像头，旋转轴、下臂、上臂、腕关节以及摄像装置均与电控箱连接。本发明在自动焊接装置中设置摄像装置，通过三组摄像头对所需焊接的栅格板进行拍摄，然后通过控制装置中的控制系统对摄像头所拍摄的图像进行数据处理和分析，精确的了解所需焊接栅格板的种类，所需焊接的位置以及焊接的质量，从而大大的提高了该自动焊接装置的焊接精准度。

主权项

1.一种栅格板专用高精度机器人自动焊接装置的工作方法，其特征在于：其中该栅格板专用高精度机器人自动焊接装置包括：固定座（1）、旋转轴（2）、下臂（3）、上臂（4）、腕关节（5）和控制装置（6），其中，所述的旋转轴（2）设于固定座（1）上，所述的下臂（3）通过定位销与旋转轴（2）连接，所述的上臂（4）通过定位销与下臂（3）连接，所述的腕关节（5）通过定位销与上臂（4）连接，且，所述的腕关节（5）的一端设有焊枪（7）和摄像装置（8），所述的摄像装置（8）中设有摄像头，所述的旋转轴（2）、下臂（3）、上臂（4）、腕关节（5）以及摄像装置（8）均与控制装置（6）连接；所述的控制装置（6）包括焊接装置（10）、摄像控制模块（11）、执行装置（12）、报警系统（13）和控制系统，其中，所述的控制系统（14）中设有单片机控制系统，所述单片机控制系统中设有控制器，所述的单片机控制系统中设有栅格板数据库，所述的焊枪（7）与焊接装置（10）连接，所述的摄像装置（8）与摄像控制模块（11）连接，所述的旋转轴（2）、下臂（3）、上臂（4）以及腕关节（5）均与执行装置（12）连接，所述的焊接装置（10）、摄像控制模块（11）、执行装置（12）和报警系统（13）均与控制系统中的控制器连接；所述的摄像装置（8）设于腕关节（5）的反面，所述的下臂（3）、上臂（4）均采用流线型手臂，且，所述的上臂（4）中空内径为42～50mm；所述的摄像装置（8）中设有一组摄像头，所述的摄像头由用于栅格板型号确认的第一摄像头、用于焊接前位置检测的第二摄像头和用于焊接后质量检测第三摄像头构成，所述摄像头的前方设有镜头、滤镜和保护罩，所述的第一摄像头、第二摄像头和第三摄像头均与摄像控制模块（11）连接；所述的腕关节（5）中设有用于手腕旋转的第一轴关节、用于手腕摆动的第二轴关节以及用于手腕回转的第三轴关节，所述的第一轴关节的两端分别与上臂（4）和第二轴关节连接，所述的第三轴关节的两端分别与第二轴关节和焊枪（7）连接；所述的焊接装置（10）包括焊接工装夹具、焊接变位机、焊接操作机和焊接工件输送装置，所述的焊接变位机与焊枪（7）和摄像装置（8）连接，所述的焊接工装夹具、焊接操作机和焊接工件输送装置均与控制系统（14）连接，且它们均与焊枪（7）相配合；所述的执行装置（12）由伺服电机和气动回路构成，所述气动回路由气源、控制阀和气缸构成，所述的伺服电机和气动回路均与控制系统（14）连接；所述的控制装置（6）上设有显示器和报警装置，所述的报警装置中设有报警器和报警控制装置，所述的报警控制装置与报警系统（13）连接；所述的焊接装置的具体工作方法如下：（1）：首先通过压焊机对钢板进行压制，然后根据焊接的需要的尺寸对钢板进行划分；（2）：待钢板划分完成后，将客户需要的栅格板的种类以及样式相关数据录入控制系统（14）中单片机控制系统中的栅格板数据库中；（3）：待数据录入好后，开始启动该自动焊接装置，然后整个装置中的各个部分均进入工作状态；（4）：然后焊接工件输送装置将焊接工件送到指定的工位；（5）：待工件被送到指定的工位后，设于腕关节（5）上的摄像装置（8）中的第一摄像头将会对需要焊接的栅格板进行拍摄；（6）：待上述的第一摄像头拍摄完成后，将会立即把数据传送给控制系统中的数据存储器RAM，对数据进行存储；（7）：然后通过数据转换器对存储的模拟信号转换成数字信号，再将数据传送给数据计算器，待数据计算器对相关的数据分析完成后，将把分析的结果传送至中央处理器CPU，然后中央处理器CPU从栅格板数据库中调取该种类的栅格板相关的焊接数据；（8）：然后第二摄像头将对该栅格板上所需焊接的位置进行拍摄，然后将拍摄后的数据传送给控制系统中的数据存储器RAM，对数据进行存储；（9）：然后通过数据转换器对存储的模拟信号转换成数字信号，再将数据传送给数据计算器，待数据计算器对接收到的数据进行分析，并得出需要焊接点的具体位置，然后把分析的结果传送至中央处理器CPU；（10）：然后中央处理器CPU接收到数据后，待中央处理器CPU接收到数据后对数据进行分析并处理，然后将分析得出的结果再经过数据转换器转换成模拟信号；（11）：待数据转换完成后，将数据传送给控制器，然后控制器将会命令执行装置（12）开始工作，然后执行装置（12）将通过焊枪（7）对需要焊接的点进行焊接；（12）：待上一步骤中焊枪（7）焊接完成后，用于焊接后质量检测的第三摄像头将对焊接后的栅格板进行拍摄，并将拍摄数后的数据传送给控制系统中的数据存储器RAM，对数据进行存储；（13）：然后通过数据转换器对存储的模拟信号转换成数字信号，再将数据传送给数据计算器，待数据计算器对接收到的数据进行分析，然后把分析的结果传送至中央处理器CPU；（14）：待中央处理器CPU接收到数据后对数据进行分析并处理，然后将分析得出的结果再经过数据转换器转换成模拟信号；（15）：待数据转换完成后，将数据传送给控制器，如果分析数据中发现有漏焊或者是焊接错位现象，那么控制器将会通过报警装置进行报警提醒，并把相关的位置信息通过显示器进行显示；（16）：在上述工作过程中，如果摄像装置（8）拍摄的数据分析得出的结果需要对该自动焊接装置的位置做出相应的调整，那么控制器将会根据分析的结果对旋转轴（2）、下臂（3）、上臂（4）以及腕关节（5）进行微调，让其满足焊接的要求；（17）：按照上述的工作方法对所有的焊接点进行焊接，在上述整个焊接过程中，一旦出现任何的异常问题，都将会通过报警装置进行蜂鸣报警，并同时通过报警显示灯进行显示，直至处理故障解除方可；（18）：焊接完成后，通过操作键盘让控制器命令伺服电机停止工作，然后依次让其他设备停止运转，最后通过操作键盘将设备关闭。