[发明专利]一种焊接机器人控制系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动化焊接领域，特别涉及一种焊接机器人控制系统和方法。

背景技术

工件的焊接大都是通过人工焊接实现的，并且在进行人工焊接并焊接到一定长度时，焊接人员必须移动脚步，以继续进行焊接，然而，这将影响了焊接过程中的平稳性，易造成焊缝外观不均匀、漏水、漏光以及焊道接头突出外缘的现象，因此，对工件进行焊接必须采用自动焊接技术。

但是，通过自动焊接技术对工件进行焊接的过程中难以针对形状多样的工件进行准确焊接，无法适用于形状多样的工件焊接。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有技术中无法适用于形状多样的工件焊接的缺陷而提供一种焊接机器人的控制方法。

本发明的另一个目的在于提供一种可适用于形状多样的工件，且能对形状多样的工件进行准确焊接的的焊接机器人控制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种焊接机器人控制系统，包括：

激光视觉组件，用以扫描待焊接的工件外形，得到工件外形数据；

控制器，其与激光视觉组件相连，用以处理所述工件外形数据得到相应的焊缝轨迹数据；

伺服驱动器，其分别与所述控制器和机器人工作站相连，用以根据所述焊缝轨迹数据驱动所述机器人工作站中的联动运动，

机器人工作站，其中设置有联动运动机构、摆动组件和设置在所述摆动组件上的焊枪，所述联动运动机构进行三维空间运动，所述摆动组件与所述联动运动机构相关联，并可绕三维空间中的高度方向回转摆动；

所述待焊接的工件竖起固定在所述机器人工作站上，所述机器人工作站用以通过联动运动机构和摆动组件带动所述焊枪按照所述工件的焊缝轨迹数据对所述工件进行焊接。

优选的，所述激光视觉组件设置在所述机器人工作站上，通过所述机器人工作站进行移动。

优选的，所述激光视觉组件包括第一激光头、第二激光头和支架，所述第一激光头和第二激光头设置在支架的活动端，所述支架的固定端可旋转地固定在所述机器人工作站上。

优选的，所述第一激光头和第二激光头之间的夹角为25度~75度，所述第二激光头与所述待焊接的工件成90度，所述第一激光头与所述工件的翼面成25度~75度。

优选的，还包括分别与所述控制器和机器人工作站相连的限位传感器，所述限位传感器用以检测所述机器人工作站中待焊接的工件是否就位，待所述工件就位后向所述控制器发出就位信号；

所述控制器接收到就位信号后触发控制所述激光视觉组件执行工件外形的扫描。

优选的，所述控制器包括：

工件外形识别单元，用以对所述工件外形数据进行平滑处理，消除奇异点得到修正的工件外形数据；

参数保存单元，用以保存焊接参数；

焊接轨迹计算单元，用以拟合修正的工件外形数据，并根据所述保存的焊接参数计算插补数值，形成焊缝轨迹数据。

优选的，还包括与所述控制器相连的输入设备，所述输入设备用以输入所述焊接参数。

一种焊接机器人控制方法，待焊接的工件竖起固定在机器人工作站上，所述方法包括如下步骤：

通过激光视觉组件扫描待焊接的工件外形，得到工件外形数据；

控制器处理所述激光视觉组件扫描得到的工件外形数据生成相应的焊缝轨迹数据；

分别与所述控制器和机器人工作站相连的伺服驱动器将根据所述焊缝轨迹数据驱动所述机器人工作站中的联动运动机构进行三维空间运动，以带动所述机器人工作站中与所述联动运动机构相关联的摆动组件；

通过所述摆动组件的三维运动以及绕三维空间中高度方向上的回转摆动带动焊枪按照所述工件的焊缝轨迹数据对所述工件进行焊接。

优选的，所述控制器处理所述激光视觉组件扫描得到的工件外形数据生成相应的焊缝轨迹数据的步骤包括：

所述控制器获取所述激光视觉组件扫描得到的工件外形数据；

对所述工件外形数据进行平滑处理，消除奇异点得到修正的工件外形数据；

拟合修正的工件外形数据，并获取保存的焊接参数，根据所述焊接参数计算插补数值，以形成焊缝轨迹数据。

优选的，所述对所述工件外形数据进行平滑处理，消除奇异点得到修正的工件外形数据的步骤包括：

获取待焊接的工件对应的工件图纸数据；

根据机器人工作站的三维坐标系中的水平移动速度和扫描时间间隔计算得到水平方向上的扫描间隔；

根据所述水平方向上的扫描间隔对所述工件图纸数据进行离散化处理以得到基准数据；