[发明专利]焊接机器人控制方法

权利要求书

1.一种焊接机器人控制方法，采用如下装置：

用于检测机器人各种状态的传感器，对机器人各个臂的受力状态、转角和转速进行实时监控，同时对焊缝的信息进行捕捉，对机器人形成闭环控制，

信号转化装置，传感器将检测到的各种信号转换后通过通信装置传送至工控机；

主工控机，接收无线示教装置的信号进行分析处理并完成人机交互功能，主工控机接收来自各传感器的信号通过力学计算，控制系统解算，形成控制误差信号，反馈给驱动装置；

驱动装置，接收主工控机发出的命令用于驱动机器人进行工作；

无线示教装置，对机器人的启动，急停进行操作，根据焊件的形状手动进行各种点，直线圆弧的插补；

激光视觉传感系统，对相应的图像信息进行采集，并且进行图像预处理，然后将信息送到主工控机，主工控机对图像进行焊缝识别，提取出所需的焊接信息，处理后送到机器人的驱动装置和焊机；

激光条形码扫描系统，将所需的焊接信息接收并导入主工控机，与焊接工件的三维模型相结合，最后由系统生成程序代码，发送给机器人的驱动装置进行工作；

主工控机、激光条形码扫描系统和机器人的驱动装置之间以串行总线方式进行通信，构成一个通信网络系统；其特征在于：焊接机器人具体焊接步骤如下：

（1）机器人进行焊接时，安装在机器人上的激光条形码扫描系统将焊件扫描成三维模型，导入主工控机，然后通过无线示教装置直接在三维模型上指定焊接信息，包括焊缝的位置，长度，焊枪摆动方式；当焊接工件需要批量生产时，可以通过条形码识别系统，读取工件上焊接条形码的焊接信息，然后将信息送到主工控机；由工控机将条形码信息转化成焊接信号；

（2）主工控机将扫描出来的三维模型信息和焊接信息生成程序代码，发送给机器人的驱动装置，通过无线示教装置发出启动信息，机器人开始动作；

（3）传感器随机器人同时启动，主工控机将接收到的信号进行分析处理并完成人机交互功能、焊接机器人的力学计算，控制系统解算，形成控制误差信号通过通信装置传送给主工控机；主工控机接收传感器测得驱动装置中交流伺服电机的转角与转速信号，并构成反馈；

（4）当焊枪与工件距离达到已设定值，传感器向主工控机发出焊接启动信号，主工控机控制焊机进行工作，焊接开始后，接近传感器根据焊丝距离工件的距离，对焊枪的姿态摆动进行辅助控制；

（5）激光视觉传感系统将接收到熔池图像信息送到图像采集卡，图像采集卡对图像进行预处理，然后将信息送到主工控机，主工控机对图像进行焊缝识别，提取出所需的焊接信息，软件处理后送到机器人的驱动装置和焊机，对焊枪的焊接参数进行反馈修改，保证焊接机器人对焊接条件变化后的适应性；

（6）操作者通过无线示教装置对机器人的启动，急停进行操作；根据焊件的形状手动进行各种点，直线圆弧的插补。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人控制方法，其特征在于：所述的无线示教装置包括无线信号发射器、无线通讯协议接口、抗干扰与信号放大模块和示教盒接收器。

3.根据权利要求1所述的焊接机器人控制方法，其特征在于：所述的激光视觉传感系统包括激光器、CCD摄像头、滤光片和图样采集卡；通过CCD摄像头成像后，图像采集卡对相应的图像信息进行采集，并且进行图像预处理，然后将信息送到主工控机，主工控机对图像进行焊缝识别，提取出所需的焊接信息，软件处理后送到机器人的驱动装置和焊机。

4.根据权利要求1所述的焊接机器人控制方法，其特征在于：激光条形码扫描系统包括激光扫描仪、可变更激光扫描仪的位置及姿态的控制器和条形码；激光扫描仪将所焊接工件扫描为三维模型导入主工控机，要焊接的工件上贴有相应的条形码；主工控机内部的条形码识别系统将所需的焊接信息接收并与三维模型相结合，最后由生成系统程序代码，发送给机器人的驱动装置。

5.根据权利要求1所述的焊接机器人控制方法，其特征在于：所述的传感器为光电编码器、测力传感器、接近传感器和激光视觉传感器；所述的光电编码器安装在驱动装置中的交流伺服电机上，在机器人的力臂上下各安装一测力传感器，接近传感器和激光视觉传感器均安装在焊枪上。