一種免編程焊接機器人及控制方法
【專利摘要】一種免編程焊接機器人及控制方法，包括焊炬、發光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅動器。立柱內設伺服電機Ⅴ軸連接的齒輪與設有光柵尺的底座齒條嚙合，立柱上端轉盤與伺服電機Ⅳ連接，機座與大臂、大臂與小臂、小臂與手腕之間分別通過伺服電機連接，手腕前端設有焊炬、發光器及光開關，伺服電機均裝有編碼器，驅動器與編碼器連接計算機。人工移動焊接機器人進行移行、焊接和回位等全套動作，計算機對焊接機器人所有運行軌跡進行學習和存儲，然后進行復制繼承，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。本發明解決了機器人需要編程的難題，可實現自動焊接，提高作業效率和焊接質量。
【專利說明】一種免編程焊接機器人及控制方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械控制領域，特別涉及一種不用編制程序就能實現自動焊接的焊接機器人及其控制方法。
【背景技術】
[0002]目前，機器人已在各領域的各種操作和作業中得到了普遍應用，對于提高作業效率，降低生產成本等方面起到了不可替代的作用。然而，機器人編程一直是個復雜的工作，而且編程生澀難懂，普通人需要學習專業知識或經過專門訓練才能會操作焊接機器人，從而影響了機器人的推廣和使用范圍。
【發明內容】
[0003]本發明旨在提供一種不必編制程序，便能實現焊接機器人的自動焊接作業，從而提高工作效率和工件焊接質量的免編程焊接機器人及其控制方法。
[0004]為此，本發明所采取的解決方案是:
[0005]一種免編程焊接機器人，其特征在于，包括焊炬、發光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅動器；立柱下部內設有伺服電機V，伺服電機V軸上連接有齒輪，齒輪與底座上表面的齒條嚙合，底座一側安裝有與計算機連接的光柵尺，立柱上端活動連接一轉盤，轉盤與設于立柱上部內的伺服電機IV連接，轉盤上固定機座，機座上部通過伺服電機III連接大臂，大臂通過伺服電機II與小臂連接，小臂通過伺服電機I連接手腕，手腕前端連接板前面分別連接有焊炬和發光器，后面設有光開關，五臺伺服電機上均裝有編碼器，編碼器均與計算機相連，五臺伺服電機分別通過電纜與控制柜內五個對應設置的驅動器連接，五個驅動器通過電纜分別連接在計算機上。
[0006]一種免編程焊接機器人的控制方法，其特征在于，具體學習和操作過程為:
[0007]1、學習存儲
[0008]人工移動焊接機器人手腕至焊縫位置，計算機自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲。
[0009]在焊炬移動到焊縫處時，按動手腕上的光開關，發光器將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關，焊接機器人學習焊接結束，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲。
[0010]手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機返回鍵，計算機自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲，完成一個學習循環過程。
[0011]2、復制繼承
[0012]按計算機自動方式鍵后，再按執行確認鍵執行自動焊接，計算機按照學習存儲的運行軌跡，通過驅動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據計算機預先設定的數控參數，通過計算機操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
[0013]本發明的有益效果為:
[0014]本發明有效解決了自動焊接機器人需要編程的難題，操作人員不需要學習復雜難懂的編程知識，還可使沒有接觸過焊接機器人的普通人很快學會并熟練操作，焊接機器人結構簡單，動作靈活準確，運行安全可靠，可提高作業效率，減少人為因素影響，在降低作業成本的同時，極大提高工件焊接質量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是焊接機器人主視示意圖；
[0016]圖2是焊接機器人左視示意圖；
[0017]圖3是焊接機器人俯視示意圖；
[0018]圖4是焊接機器人控制系統示意圖。
[0019]圖中:焊炬1、發光器2、手腕3、伺服電機I 4、編碼器5、小臂6、大臂7、伺服電機1118、機座9、轉盤10、伺服電機IV 11、立柱12、伺服電機V 13、底座14、光柵尺15、光開關16、伺服電機II 17、齒條18、驅動器I 19、驅動器II 20、計算機21、驅動器III22、驅動器IV 23、電纜24、驅動器V 25。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0021]由圖1、2、3可見，本發明免編程焊接機器人，主要是由焊炬1、發光器2、手腕3、伺服電機I 4、編碼器5、小臂6、大臂7、伺服電機III 8、機座9、轉盤10、伺服電機IV 11、立柱12、伺服電機V 13、底座14、光柵尺15、光開關16、伺服電機II 17、齒條18、驅動器I 19、驅動器II 20、計算機21、驅動器III 22、驅動器IV 23、電纜24、驅動器V 25所組成。
[0022]在立柱12的下部內設有伺服電機V 13，伺服電機V 13軸上連接有齒輪，齒輪與底座14上表面的齒條18嚙合，使立柱12可沿著底座14平行移動。在底座14的一側還安裝有光柵尺15，光柵尺15與計算機21連接。在立柱12的上部里面裝有伺服電機IV 11，立柱12的上端活動連接一轉盤10，轉盤10與伺服電機IV 11連接，并在伺服電機IV 11的驅動下旋轉。轉盤10上固定機座9，機座9上部通過伺服電機III 8連接大臂7，大臂7通過伺服電機II 17與小臂6連接，小臂6通過伺服電機I 4連接手腕3，伺服電機I 4上安裝有編碼器
5。大臂7、小臂6及手腕3均可以對應的伺服電機為軸轉動。在手腕3的前端連接板前面分別連接有焊炬I和發光器2，后面設有光開關16。伺服電機II 17、伺服電機III 8、伺服電機IV 11和伺服電機V 13上亦分別裝有編碼器，且所有編碼器均與計算機21相連。伺服電機I 4、伺服電機II 17、伺服電機1118、伺服電機IV 11和伺服電機V 13分別通過電纜與控制柜內設置的驅動器I 19、驅動器II 20、驅動器III 22、驅動器IV 23、驅動器V 25依次對應連接，五個驅動器則通過電纜24分別連接在計算機21上。
[0023]本發明免編程焊接機器人的具體學習和操作過程為:
[0024]1、學習存儲
[0025]人工移動焊接機器人手腕3至焊縫位置，計算機21自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機21，計算機21進行識別和存儲。
[0026]在焊炬I移動到焊縫處時，按動手腕3上的光開關16，發光器2將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關16，焊接機器人學習焊接結束，各編碼器和光柵尺15將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機21，計算機21進行識別和存儲。
[0027]手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機21返回鍵，計算機21自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺15將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機21，計算機21進行識別和存儲，完成一個學習循環。
[0028]2、復制繼承
[0029]按計算機21自動方式鍵后，再按執行確認鍵執行自動焊接，計算機21即可按照學習存儲的運行軌跡，通過驅動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據計算機21預先設定的數控參數，通過計算機21操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
【權利要求】
1.一種免編程焊接機器人，其特征在于，包括焊炬、發光器、伺服電機、編碼器、手腕、小臂、大臂、機座、轉盤、立柱、底座、光柵尺、計算機及驅動器；立柱下部內設有伺服電機V，伺服電機V軸上連接有齒輪，齒輪與底座上表面的齒條嚙合，底座一側安裝有與計算機連接的光柵尺，立柱上端活動連接一轉盤，轉盤與設于立柱內上部的伺服電機IV連接，轉盤上固定機座，機座上部通過伺服電機III連接大臂，大臂通過伺服電機II與小臂連接，小臂通過伺服電機I連接手腕，手腕前端連接板前面分別連接有焊炬和發光器，后面設有光開關，五臺伺服電機上均裝有編碼器，編碼器均與計算機相連，五臺伺服電機分別通過電纜與控制柜內五個對應設置的驅動器連接，五個驅動器通過電纜分別連接在計算機上。
2.一種應用權利要求1所述免編程焊接機器人的控制方法，其特征在于，具體學習和操作過程為: (1)學習存儲 人工移動焊接機器人手腕至焊縫位置，計算機自動識別為空行程，各編碼器將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲； 在焊炬移動到焊縫處時，按動手腕上的光開關，發光器將光照射到焊縫處，焊接機器人學習焊接開始，沿焊縫移動焊接機器人手臂至焊縫終點，松開光開關，焊接機器人學習焊接結束，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲； 手動將焊接機器人手臂移動至起點位置，按計算機返回鍵，計算機自動計算起點與終點的位置差，各編碼器和光柵尺將檢測和采集的焊接機器人運行軌跡發送給計算機，計算機進行識別和存儲，完成一個學習循環過程； (2)復制繼承 按計算機自動方式鍵后，再按執行確認鍵執行自動焊接，計算機按照學習存儲的運行軌跡，通過驅動器自動控制焊接機器人的行走和焊接，并根據計算機預先設定的數控參數，通過計算機操作面板的按鈕控制焊接機器人行走和焊接速度，從而完成整個啟動、移行、對位、焊接及回位過程。
【文檔編號】B23K37/00GK104175029SQ201410399714
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月13日 優先權日:2014年8月13日
【發明者】單文博 申請人:單文博