專利名稱：汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種機(jī)器人焊接控制系統(tǒng)，尤其為一種應(yīng)用于兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接智能控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
歐洲強(qiáng)制性執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)ECE R44/03對汽車兒童安全座椅的定義是能夠固定到機(jī)動車輛上，由帶有卡扣的安全帶組件或柔韌性部件、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、附件等組成的兒童安全防護(hù)系統(tǒng)。也可與附加裝置如可攜式童床、嬰兒提籃、輔助性座椅或碰撞防護(hù)物等組合而成。在發(fā)生汽車碰撞或突然減速的情況下，可以減少對兒童的沖擊力和限制兒童的身體移動來減少對他們的傷害。主要由底座、靠背、調(diào)擋板、頭靠、固定器等部分組成。其中的固定器部分對兒童安全座椅的質(zhì)量、使用壽命和安全性起著決定性的作用，固定器的加工工藝主要包括落料沖孔、成型翻邊、切斷沖孔、焊接等工序。而影響固定器質(zhì)量和安全性的關(guān)鍵工序是焊接，由于焊接過程是一個高度非線性、多變量作用的過程，同時還存在隨機(jī)不確定因素，·這些都將嚴(yán)重影響機(jī)器人焊接的有效應(yīng)用以及焊接產(chǎn)品的質(zhì)量。一般工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用的弧焊機(jī)器人大都是示教再現(xiàn)型的機(jī)器人，這種焊接機(jī)器人對示教條件以外的焊接過程的動態(tài)變化和隨機(jī)因素干擾不具有適應(yīng)能力，因此焊接過程控制是機(jī)器人焊接技術(shù)發(fā)展不可回避的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而傳統(tǒng)的兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接控制系統(tǒng)的還是一個薄弱環(huán)節(jié)，主要是由于控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接工藝三位一體的集成控制，導(dǎo)致焊接過程對焊接參數(shù)的實(shí)時和焊縫質(zhì)量的實(shí)時控制效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要為了解決兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接控制系統(tǒng)存在的由于控制系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接工藝三位一體的集成控制，導(dǎo)致焊接過程對焊接參數(shù)的實(shí)時和焊縫質(zhì)量的實(shí)時控制效果不理想等問題，通過提供一種機(jī)器人焊接智能控制系統(tǒng)，使兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接過程更加流暢、高效，固定器的合格率也大幅提聞。一種汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩個部分組成硬件部分和軟件部分。I.硬件部分，主要由控制機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的運(yùn)動控制器、控制參數(shù)的計算機(jī)單元和關(guān)節(jié)驅(qū)動單元組成。在這幾部分的共同作用下，才可以驅(qū)動機(jī)器人的運(yùn)動機(jī)構(gòu)按照預(yù)期的運(yùn)動軌跡和運(yùn)動狀態(tài)進(jìn)行運(yùn)動。此外，由于在焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)中，焊接電壓是通過PAMC的軸通道來控制的。因此，在控制系統(tǒng)中將焊接電源電壓作為了系統(tǒng)中的一個虛擬軸來進(jìn)行控制，而焊接電流是通過調(diào)整送絲速度來實(shí)現(xiàn)的，也就是對送絲電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制?？梢?，在機(jī)器人的控制器中，實(shí)際上是對包括機(jī)器人5個自由度有在內(nèi)的7個自由度進(jìn)行的控制，其控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖I所示。
2.軟件部分，主要包含系統(tǒng)設(shè)置模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)動控制模塊、專家系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、在線指令模塊和通訊模塊七個功能模塊，它們屬于數(shù)據(jù)管理類程序和輔助類程序，并不直接與外部設(shè)備通訊。在PMAC內(nèi)的I/O狀態(tài)監(jiān)控、PLC程序、運(yùn)動程序和數(shù)據(jù)采集處理模塊是基于PAMC語言開發(fā)的，是真正直接和外設(shè)進(jìn)行通訊的程序。這些程序或命令在執(zhí)行的時候必須要下載到PMAC卡中才能得到執(zhí)行，然而這些程序的編輯和調(diào)試卻要在上位機(jī)中完成，然后才能通過接口把程序下載到PMAC卡中，在焊接過程中，上位機(jī)主程序和PMAC卡中的程序相互輔助共同完成焊接任務(wù)。PMAC卡具有掉電保護(hù)功能，因此儲存在卡中的數(shù)據(jù)和程序可以永久存在，在一些情況下也可以單獨(dú)用PAMC對外部設(shè)備進(jìn)行控制。該機(jī)器人焊接智能系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)對兒童安全固定器焊接過程的全面控制，特別是能實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)的獨(dú)立控制，焊接過程中能夠很好的實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接工藝三位一體的集成控制，使兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接過程更加流暢、聞效，固定器的合格率也大幅提聞。


圖I為汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)原理I中1)開始，2)系統(tǒng)初始化，3)設(shè)定自尋跡和焊縫跟蹤時的相關(guān)參數(shù)，4)機(jī)器人移動并自動尋找焊縫，5)成功識別焊縫？，6)否，7)是，8)計算機(jī)器人與焊縫之間的參數(shù)并進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃，9)焊接起始點(diǎn)辨識，10)微調(diào)機(jī)器人、焊炬和傳感器的位置到設(shè)定的待焊狀態(tài)，11)焊接開始？，12)焊縫實(shí)時跟蹤，13)焊接結(jié)束？；圖2為汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)2中1)顯示器，2)網(wǎng)卡，3)工業(yè)計算機(jī)，4)鍵盤，5)硬盤，6) PC總線，7) PMAC，8)虛擬電機(jī)，9)D/A，10)焊接電壓、電流控制，11) A/D，12)開關(guān)量控制，13) 1/0，14)伺服放大器，15)電機(jī)，16)焊接軌跡、速度控制，17)機(jī)器人狀態(tài)控制；
具體實(shí)施例方式該機(jī)器人焊接智能控制系統(tǒng)的硬件中的關(guān)節(jié)驅(qū)動單元選擇的帶有絕對編碼器的P系列交流伺服電機(jī)以及與之相匹配的PY2系列伺服放大器(Servo Amplifier)作為機(jī)器人的驅(qū)動裝置。該系列交流伺服電機(jī)內(nèi)置了絕對光電編碼器，用于進(jìn)行機(jī)器人各個關(guān)節(jié)運(yùn)動速度和位置的反饋。在系統(tǒng)控制軟件中，主要包含系統(tǒng)設(shè)置模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)動控制模塊、專家系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、在線指令模塊和通訊模塊七個功能模塊，它們屬于數(shù)據(jù)管理類程序和輔助類程序，并不直接與外部設(shè)備通訊。在PMAC內(nèi)的I/O狀態(tài)監(jiān)控、PLC程序、運(yùn)動程序和數(shù)據(jù)采集處理模塊是基于PAMC語言開發(fā)的，是真正直接和外設(shè)進(jìn)行通訊的程序。這些程序或命令在執(zhí)行的時候必須要下載到PMAC卡中才能得到執(zhí)行，然而這些程序的編輯和調(diào)試卻要在上位機(jī)中完成，然后才能通過接口把程序下載到PMAC卡中，在焊接過程中，上位機(jī)主程序和PMAC卡中的程序相互輔助共同完成焊接任務(wù)。PMAC卡具有掉電保護(hù)功能，因此儲存在卡中的數(shù)據(jù)和程序可以永久存在，在一些情況下也可以單獨(dú)用PAMC對外部設(shè)備進(jìn)行控制。
權(quán)利要求
1.一種汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)的特征是能實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)的獨(dú)立控制，焊接過程中能夠很好的實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接工藝三位一體的集成控制，使兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接過程更加流暢、高效，固定器的合格率也大幅提聞。
2.如權(quán)利要求I所述的汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)主要由硬件和軟件兩個部分組成，其中硬件部分主要由控制機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的運(yùn)動控制器、控制參數(shù)的計算機(jī)單元和關(guān)節(jié)驅(qū)動單元組成。
3.如權(quán)利要求I所述的汽車兒童安全座椅固定器機(jī)器人焊接智能監(jiān)控系統(tǒng)的軟件部分主要包含系統(tǒng)設(shè)置模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)動控制模塊、專家系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、在線指令模塊和通訊模塊七個功能模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接過程的智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由硬件部分和軟件部分組成，其中硬件部分主要由控制機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)的運(yùn)動控制器、控制參數(shù)的計算機(jī)單元和關(guān)節(jié)驅(qū)動單元組成。軟件部分主要包含系統(tǒng)設(shè)置模塊、狀態(tài)監(jiān)控模塊、運(yùn)動控制模塊、專家系統(tǒng)模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、在線指令模塊和通訊模塊七個功能模塊。通過兩部分的協(xié)調(diào)配合，使整個智能控制系統(tǒng)能夠很好的實(shí)現(xiàn)對兒童安全固定器焊接過程的全面控制，特別是能實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)的獨(dú)立控制，焊接過程中能夠很好的實(shí)現(xiàn)焊槍軌跡、焊槍姿態(tài)和焊接工藝三位一體的集成控制，使兒童安全座椅固定器的機(jī)器人焊接過程更加流暢、高效，固定器的合格率也大幅提高。
文檔編號B23K37/00GK102915001SQ201110221338
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者張建忠 申請人:重慶長安凌云汽車零部件有限公司