[发明专利]基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备及方法

权利要求书

1.一种基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备，其特征在于：包括布置在机器人末端伺服焊钳上的红外线感光坐标靶、沿机器人末端伺服焊钳的待测路径布置的直线导轨(1)和可在直线导轨上运动的监测装置；所述监测装置包括PLC控制模块，可在直线导轨上运动的底座(2)，安装在底座上的伺服驱动电机(3)、激光测距仪(4)和带编码器第一步进电机(5)，与带编码器第一步进电机的输出轴连接的丝杆(6)，与丝杆(6)通过螺纹配合的升降支撑柱(7)，一端固定在底座上、另一端与升降支撑柱配合的导向杆(8)，安装在升降支撑柱顶部的带编码器第二步进电机(9)，位于升降支撑柱顶部且与带编码器第二步进电机(9)的输出轴连接的相机支架(10)，安装在相机支架中部的可调光源(11)，以及对称安装在相机支架上的两组双目红外相机(12)；所述PLC控制模块与伺服驱动电机(3)电连接，控制伺服驱动电机(3)驱动底座(2)在直线导轨上运动，激光测距仪(4)与PLC控制模块电连接，将检测的底座在直线导轨上的直线运动位移发送给PLC控制模块，PLC控制模块与带编码器第一步进电机(5)电连接，控制带编码器第一步进电机(5)驱动丝杆(6)转动，以使升降支撑柱(7)上升或者下降，并获取丝杆的转动角位移，PLC控制模块与带编码器第二步进电机(9)电连接，控制带编码器第二步进电机(9)驱动相机支架(10)转动，并获取相机支架(10)的转动角度，PLC控制模块与两组双目红外相机(12)电连接，控制两组双目红外相机(12)对所述红外线感光坐标靶进行拍照，并获取拍摄的照片的数字图像信息，PLC控制模块对底座在直线导轨上的直线运动位移、丝杆的转动角位移、相机支架的转动角度以及拍摄的照片的数字图像信息进行处理后，得到机器人末端伺服焊钳的位姿；

其中，所述红外线感光坐标靶为4个贴有红外线反射纸的测量球连接构成的测量靶(13)，该测量靶(13)安装在机器人末端伺服焊钳上，或者所述红外线感光坐标靶为在机器人末端伺服焊钳上选取的4个贴有红外线反射纸的点的连线构成的坐标系。

2.根据权利要求1所述的基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备，其特征在于：所述底座(2)的底部开设有与直线导轨配合的滑槽(21)，并设置有与所述伺服驱动电机(3)连接的滑动机构，底座(2)通过滑槽以及滑动机构可在直线导轨(1)上运动。

3.根据权利要求2所述的基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备，其特征在于：所述滑动机构包括万向导轮(22)和由伺服驱动电机(3)驱动的驱动轮(23)。

4.根据权利要求3所述的基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备，其特征在于：所述伺服驱动电机(3)为驻车充电式伺服电机。

5.根据权利要求4所述的基于PLC的机器人末端伺服焊钳位姿自动监测设备，其特征在于：所述直线导轨(1)的末端连接有环形导轨(14)，所述监测装置可在该环形导轨上运动。