本發(fā)明屬于柵格板焊接領域，特別涉及一種機器人自動焊接柵格板控制裝置及其工作方法。

背景技術：

鋼格柵板二氧化碳氣體主要用于鋼格柵板的封邊工作，焊接大多數(shù)的企業(yè)都還是采用人工焊接的方式進行焊接，工作的工作量非常大，同時，由于人在焊接的過程中大多數(shù)都是憑借肉眼進行焊接，其焊接的質量不夠穩(wěn)定，由于人的可控性較差，因而焊接的質量很難保持一致，由于其焊接點較為密集，對于焊接工人的技術要求較高，焊接位置和參數(shù)匹配不易保持最佳，在焊接的過程中常常會出現(xiàn)虛焊、漏焊的問題，而且焊接過程產(chǎn)生的氣體會對人體有一定的傷害，因而人工焊接被替代將會成為必然。

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，無論是人們的生活還是工作的節(jié)奏都在不斷的加快，企業(yè)的生產(chǎn)也是如此，大多數(shù)的企業(yè)都采用機械的自動化逐步代替人工操作。在柵格板領域目前很多的企業(yè)都會采用機器人進行焊接，其成本較高，由于鋼格柵板焊接的操作過于繁瑣，且，其并不是爭對焊接的產(chǎn)品專門定制，有些工藝難以完成或者無法實現(xiàn)，且，當前的自動化焊接控制裝置由于其技術不夠完善，其在焊接的過程中常常會出現(xiàn)錯焊、漏焊等問題，將會嚴重的影響產(chǎn)品的生產(chǎn)，導致良品率下降，同時，現(xiàn)有的焊接設備，大多都需要人工對柵格板的類型進行確認，這樣就會因為人為原因造成判斷失誤，并浪費大量的時間。

技術實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服以上不足，本發(fā)明的目的是提供一種機器人自動焊接柵格板控制裝置，其結構簡單，設計合理，易于生產(chǎn)，自動化程度高，提高器焊接的精準度。

技術方案：為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種機器人自動焊接柵格板控制裝置，包括：基座、機械臂、腕關節(jié)、觸摸屏和控制裝置，其中，所述的腕關節(jié)上設有工業(yè)相機和焊槍，所述的機械臂設于基座上，所述腕關節(jié)設于機械臂的端部，所述觸摸屏設于基座的支撐架上，所述機械臂、腕關節(jié)、觸摸屏以及工業(yè)相機均與控制系統(tǒng)連接，所述的控制系統(tǒng)中設有電控箱。

本發(fā)明中所述的一種用于柵格板焊接的智能化機器人自動焊接控制裝置，其通過在機器人上設置了觸摸屏，人工將柵格板的信號信息錄入，然后通過工業(yè)相機來對柵格板進行拍攝，然后控制裝置根據(jù)拍攝的數(shù)據(jù)從已經(jīng)錄好的柵格板數(shù)據(jù)庫中調取柵格板的型號信息，控制裝置根據(jù)調取的數(shù)據(jù)信息命令焊接控制裝置對柵格板進行焊接，整個過程簡單、方便，其實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)，有效的提高其焊接的質量，讓其更好的滿足生產(chǎn)的需求。

本發(fā)明中所述的機械臂由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂通過旋轉軸與基座連接，讓機械臂能夠根據(jù)焊接的實際需要實現(xiàn)旋轉，從而讓其更好的滿足焊接工作的需要。

本發(fā)明中所述的控制系統(tǒng)中設有焊接控制裝置、相機控制裝置、執(zhí)行控制裝置和中央控制系統(tǒng)，所述的中央控制系統(tǒng)中設有焊接控制模塊、相機控制模塊、執(zhí)行控制模塊和中央控制器，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍和焊接控制模塊連接，所述相機控制裝置兩端分別與工業(yè)相機和相機控制模塊連接，所述執(zhí)行控制裝置兩端分別與執(zhí)行裝置和執(zhí)行控制模塊連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執(zhí)行控制裝置均與中央控制系統(tǒng)連接，所述焊接控制模塊、相機控制模塊和執(zhí)行控制模塊均與中央控制器連接。

本發(fā)明中所述的中央控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)。

本發(fā)明中所述的PLC控制系統(tǒng)中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統(tǒng)中設有用于存儲柵格板型號的數(shù)據(jù)存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的相機控制模塊與數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸入端連接，所述的數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸出端與數(shù)據(jù)轉換器連接。

本發(fā)明中所述的焊接控制裝置包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍和工業(yè)相機連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與控制系統(tǒng)連接，且它們均與焊槍相配合，能夠對柵格板實現(xiàn)很好的移動，實現(xiàn)更好的焊接。

本發(fā)明中所述工業(yè)相機采用面陣相機或者線陣相機，且，所述工業(yè)相機的前方設有濾鏡和保護罩，所述的保護罩設于濾鏡的外側，且，所述保護罩通過連接線與工業(yè)相機連接，保護罩和工業(yè)相機通過連接線連接，很好的解決了保護罩容易丟失的問題。

本發(fā)明中所述的執(zhí)行控制裝置由伺服電機和氣動回路構成，所述氣動回路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動回路均與控制系統(tǒng)連接。

本發(fā)明中所述的一種機器人自動焊接柵格板控制裝置的工作方法，具體的工作方法如下：

（1）：首先通過人工將企業(yè)涉及的柵格板的型號數(shù)據(jù)通過錄入控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)中的柵格板數(shù)據(jù)庫中；

（2）：然后企業(yè)在生產(chǎn)的過程中通過壓焊機對鋼板進行壓制，然后根據(jù)焊接需要的尺寸對鋼板進行劃分；

（3）待上一步驟中鋼板劃分完成后，開始啟動該自動焊接控制裝置，然后整個裝置中的各個部分均進入工作狀態(tài)；

（4）：然后焊接工件輸送裝置將焊接工件送到指定的工位；

（5）：待工件被送到指定的工位后，工作人員按下開始按鈕，當控制系統(tǒng)得到命令后，將通過中央控制器命令相機控制模塊開始工作，然后相機控制模塊將通過相機控制裝置驅動工業(yè)相機開始對柵格板進行拍攝；

（6）：然后將拍攝的數(shù)據(jù)通過相機控制模塊傳送給控制系統(tǒng)中的中央控制器，然后中央控制器對接收到的數(shù)據(jù)進行分析；

（7）：待上一步驟中中央控制器分析完成后，根據(jù)分析的結果，中央控制器從柵格板數(shù)據(jù)庫中調取與之相匹配的柵格板數(shù)據(jù)，然后根據(jù)調取的數(shù)據(jù)中央控制器命令焊接控制模塊控制焊接控制裝置開始工作；

（9）：然后執(zhí)行控制模塊將會命令執(zhí)行控制裝置帶動焊槍開始對柵格板進行焊接；

（10）：待上一步驟中焊槍焊接完成后，工業(yè)相機將對焊接后的柵格板進行第二次拍攝，并將拍攝數(shù)后的數(shù)據(jù)傳送給控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲器RAM，對數(shù)據(jù)進行存儲；

（11）：然后通過數(shù)據(jù)轉換器對存儲的模擬信號轉換成數(shù)字信號，再將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)計算器，待數(shù)據(jù)計算器對接收到的數(shù)據(jù)進行分析，然后把分析的結果傳送至中央處理器CPU；

（12）：待中央處理器CPU接收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行分析并處理，然后將分析得出的結果再經(jīng)過數(shù)據(jù)轉換器轉換成模擬信號；

（13）：待數(shù)據(jù)轉換完成后，將數(shù)據(jù)傳送給控制器，如果分析數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有漏焊或者是焊接錯位現(xiàn)象，那么控制器將會通過報警裝置進行報警提醒，并把相關的位置信息通觸摸屏進行顯示；

（14）：在上述工作過程中，如果工業(yè)相機拍攝的數(shù)據(jù)分析得出的結果需要對該自動焊接控制裝置的位置做出相應的調整，那么控制器將會根據(jù)分析的結果對機械臂以及腕關節(jié)進行微調，讓其滿足焊接的要求；

（15）：按照上述的工作方法直至所有的焊接點都焊接完畢后，在整個焊接過程中，一旦出現(xiàn)任何的異常問題，都將會通過報警裝置進行蜂鳴報警，并同時通過報警顯示燈進行顯示，直至處理故障解除方可；

（16）：焊接完成后，最后通過操作鍵盤讓控制器命令伺服電機停止工作，然后依次讓其他設備停止運轉，最后通過操作鍵盤將設備關閉即可。

上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：

1、本發(fā)明中所述的一種用于柵格板焊接的智能化機器人自動焊接控制裝置，其通過在機器人上設置了觸摸屏，人工將柵格板的信號信息錄入，然后通過工業(yè)相機來對柵格板進行拍攝，然后控制裝置根據(jù)拍攝的數(shù)據(jù)從已經(jīng)錄好的柵格板數(shù)據(jù)庫中調取柵格板的型號信息，控制裝置根據(jù)調取的數(shù)據(jù)信息命令焊接控制裝置對柵格板進行焊接，整個過程簡單、方便，其實現(xiàn)智能化的生產(chǎn)，有效的提高其焊接的質量，讓其更好的滿足生產(chǎn)的需求。

2、本發(fā)明中通過在焊接控制裝置上設置了觸摸屏，對柵格板的型號信息進行錄入，讓其形成一個柵格板的數(shù)據(jù)庫，當相機拍攝完成后，控制系統(tǒng)中的中央控制器將會對工業(yè)相機拍攝的數(shù)據(jù)進行分析，確認柵格板的型號，以及所需焊接點的位置信息，整個過程簡單，方便；與此同時，工作人員也能夠通過觸摸屏實現(xiàn)對整個焊接過程中的相關數(shù)據(jù)的監(jiān)控，便于故障和異常數(shù)據(jù)的排查，能夠有效的提高其生產(chǎn)的效率和生產(chǎn)質量。

3、本發(fā)明中所述的一種機器人自動焊接柵格板控制裝置的工作方法，其整個工作過程簡單，易實現(xiàn)，通過觸摸屏先把柵格板的數(shù)據(jù)錄入，然后工業(yè)相機將對柵格板進行拍攝，然后通過控制系統(tǒng)中的中央控制器對數(shù)據(jù)進行分析、對比，根據(jù)確認的型號以及焊接點位置信息進行焊接，讓其實現(xiàn)了自動化的生產(chǎn)，同時也提高了其焊接的精準度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的機器人自動焊接柵格板控制裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中控制系統(tǒng)的電氣連接示意圖；

圖中：基座-1、機械臂-2、腕關節(jié)-3、觸摸屏-4、控制裝置-5

工業(yè)相機-6、焊槍-7、旋轉軸-8、焊接控制模塊-9、相機控制模塊-10、執(zhí)行控制模塊-11、中央控制器-12。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明。

實施例

本實施例中所述的一種機器人自動焊接柵格板控制裝置，包括：基座1、機械臂2、腕關節(jié)3、觸摸屏4和控制系統(tǒng)5；

上述各部件的關系如下：

其中，所述的腕關節(jié)3上設有工業(yè)相機6和焊槍7，所述的機械臂2設于基座1上，所述腕關節(jié)3設于機械臂2的端部，所述觸摸屏4設于基座1的支撐架上，所述機械臂2、腕關節(jié)3、觸摸屏4以及工業(yè)相機6均與控制系統(tǒng)5連接，所述的控制系統(tǒng)5中設有電控箱。

本實施例中所述的機械臂2由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂2通過旋轉軸8與基座1連接。

本實施例中所述的控制系統(tǒng)5中設有焊接控制裝置、相機控制裝置、執(zhí)行控制裝置和中央控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)中設有焊接控制模塊9、相機控制模塊10、執(zhí)行控制模塊11和中央控制器12，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍7和焊接控制模塊9連接，所述相機控制裝置兩端分別與工業(yè)相機6和相機控制模塊10連接，所述執(zhí)行控制裝置兩端分別與執(zhí)行裝置和執(zhí)行控制模塊11連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執(zhí)行控制裝置均與控制系統(tǒng)連接，所述焊接控制模塊9、相機控制模塊10和執(zhí)行控制模塊11均與中央控制器12連接。

本實施例中所述的中央控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，所述的PLC控制系統(tǒng)中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統(tǒng)中設有用于存儲柵格板型號的數(shù)據(jù)存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的相機控制模塊10與數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸入端連接，所述的數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸出端與數(shù)據(jù)轉換器連接。

本實施例中所述的焊接控制裝置10包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍7和工業(yè)相機8連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與控制系統(tǒng)14連接，且它們均與焊槍7相配合。

本實施例中所述工業(yè)相機6采用面陣相機或者線陣相機，且，所述工業(yè)相機6的前方設有濾鏡和保護罩，所述的保護罩設于濾鏡的外側，且，所述保護罩通過連接線與工業(yè)相機6連接，保護罩和工業(yè)相機通過連接線連接，很好的解決了保護罩容易丟失的問題。

本實施例中所述的執(zhí)行控制裝置由伺服電機和氣動回路構成，所述氣動回路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動回路均與控制系統(tǒng)連接。

實施例2

本實施例中所述的一種機器人自動焊接柵格板控制裝置，包括：基座1、機械臂2、腕關節(jié)3、觸摸屏4和控制系統(tǒng)5；

上述各部件的關系如下：

其中，所述的腕關節(jié)3上設有工業(yè)相機6和焊槍7，所述的機械臂2設于基座1上，所述腕關節(jié)3設于機械臂2的端部，所述觸摸屏4設于基座1的支撐架上，所述機械臂2、腕關節(jié)3、觸摸屏4以及工業(yè)相機6均與控制系統(tǒng)5連接，所述的控制系統(tǒng)5中設有電控箱。

本實施例中所述的機械臂2由多組機械軸組成，每個機械軸之間作可活動連接，且，所述的機械臂2通過旋轉軸8與基座1連接。

本實施例中所述的控制系統(tǒng)5中設有焊接控制裝置、相機控制裝置、執(zhí)行控制裝置和中央控制系統(tǒng)，所述的控制系統(tǒng)中設有焊接控制模塊9、相機控制模塊10、執(zhí)行控制模塊11和中央控制器12，所述的焊接控制裝置的兩端分別與焊槍7和焊接控制模塊9連接，所述相機控制裝置兩端分別與工業(yè)相機6和相機控制模塊10連接，所述執(zhí)行控制裝置兩端分別與執(zhí)行裝置和執(zhí)行控制模塊11連接，所述焊接控制裝置、相機控制裝置和執(zhí)行控制裝置均與控制系統(tǒng)連接，所述焊接控制模塊9、相機控制模塊10和執(zhí)行控制模塊11均與中央控制器12連接。

本實施例中所述的控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)，所述的PLC控制系統(tǒng)中設有中央處理器CPU、程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信，且，所述的單片機控制系統(tǒng)中設有用于存儲柵格板型號的數(shù)據(jù)存儲單元，所述的程序存儲器ROM、數(shù)據(jù)存儲器RAM、I/O口、數(shù)據(jù)轉換器、定時計數(shù)器、外部中斷和串行通信均與中央處理器CPU連接，所述的相機控制模塊10與數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸入端連接，所述的數(shù)據(jù)存儲器RAM的輸出端與數(shù)據(jù)轉換器連接。

本實施例中所述的焊接控制裝置10包括焊接工裝夾具、焊接變位機、焊接操作機和焊接工件輸送裝置，所述的焊接變位機與焊槍7和工業(yè)相機8連接，所述的焊接工裝夾具、焊接操作機和焊接工件輸送裝置均與中央控制系統(tǒng)連接，且它們均與焊槍7相配合。

本實施例中所述工業(yè)相機6采用面陣相機或者線陣相機，且，所述工業(yè)相機6的前方設有濾鏡和保護罩，所述的保護罩設于濾鏡的外側，且，所述保護罩通過連接線與工業(yè)相機6連接，保護罩和工業(yè)相機通過連接線連接，很好的解決了保護罩容易丟失的問題。

本實施例中所述的執(zhí)行控制裝置由伺服電機和氣動回路構成，所述氣動回路由氣源、控制閥和氣缸構成，所述的伺服電機和氣動回路均與控制系統(tǒng)連接。

本實施例中一種機器人自動焊接柵格板控制裝置的工作方法，具體的工作方法如下：

（1）：首先通過人工將企業(yè)涉及的柵格板的型號數(shù)據(jù)通過錄入控制系統(tǒng)中PLC控制系統(tǒng)中的柵格板數(shù)據(jù)庫中；

（2）：然后企業(yè)在生產(chǎn)的過程中通過壓焊機對鋼板進行壓制，然后根據(jù)焊接需要的尺寸對鋼板進行劃分；

（3）待上一步驟中鋼板劃分完成后，開始啟動該自動焊接控制裝置，然后整個裝置中的各個部分均進入工作狀態(tài)；

（4）：然后焊接工件輸送裝置將焊接工件送到指定的工位；

（5）：待工件被送到指定的工位后，工作人員按下開始按鈕，當控制系統(tǒng)得到命令后，將通過中央控制器命令相機控制模塊10開始工作，然后相機控制模塊10將通過相機控制裝置驅動工業(yè)相機6開始對柵格板進行拍攝；

（6）：然后將拍攝的數(shù)據(jù)通過相機控制模塊10傳送給控制系統(tǒng)中的中央控制器，然后中央控制器對接收到的數(shù)據(jù)進行分析；

（7）：待上一步驟中中央控制器分析完成后，根據(jù)分析的結果，中央控制器從柵格板數(shù)據(jù)庫中調取與之相匹配的柵格板數(shù)據(jù)，然后根據(jù)調取的數(shù)據(jù)中央控制器命令焊接控制模塊9控制焊接控制裝置開始工作；

（9）：然后執(zhí)行控制模塊11將會命令執(zhí)行控制裝置帶動焊槍7開始對柵格板進行焊接；

（10）：待上一步驟中焊槍7焊接完成后，工業(yè)相機6將對焊接后的柵格板進行第二次拍攝，并將拍攝數(shù)后的數(shù)據(jù)傳送給控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲器RAM，對數(shù)據(jù)進行存儲；

（11）：然后通過數(shù)據(jù)轉換器對存儲的模擬信號轉換成數(shù)字信號，再將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)計算器，待數(shù)據(jù)計算器對接收到的數(shù)據(jù)進行分析，然后把分析的結果傳送至中央處理器CPU；

（12）：待中央處理器CPU接收到數(shù)據(jù)后對數(shù)據(jù)進行分析并處理，然后將分析得出的結果再經(jīng)過數(shù)據(jù)轉換器轉換成模擬信號；

（13）：待數(shù)據(jù)轉換完成后，將數(shù)據(jù)傳送給控制器，如果分析數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有漏焊或者是焊接錯位現(xiàn)象，那么控制器將會通過報警裝置進行報警提醒，并把相關的位置信息通觸摸屏4進行顯示；

（14）：在上述工作過程中，如果工業(yè)相機6拍攝的數(shù)據(jù)分析得出的結果需要對該自動焊接控制裝置的位置做出相應的調整，那么控制器將會根據(jù)分析的結果對機械臂2以及腕關節(jié)3進行微調，讓其滿足焊接的要求；

（15）：按照上述的工作方法直至所有的焊接點都焊接完畢后，在整個焊接過程中，一旦出現(xiàn)任何的異常問題，都將會通過報警裝置進行蜂鳴報警，并同時通過報警顯示燈進行顯示，直至處理故障解除方可；

（16）：焊接完成后，最后通過操作鍵盤讓控制器命令伺服電機停止工作，然后依次讓其他設備停止運轉，最后通過操作鍵盤將設備關閉即可。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。