一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光打標(biāo)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，激光加工技術(shù)得到迅猛發(fā)展，激光加工成為一種新興的先進(jìn)制造技術(shù)。尤其是激光打標(biāo)技術(shù)，近年來應(yīng)用越來越廣泛。計算機(jī)技術(shù)，光學(xué)器件，激光器等的可靠性和實用性不斷提高等，都極快地促進(jìn)了激光打標(biāo)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大其在各行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
[0003]當(dāng)前，在冶金行業(yè)，多采用噴漆打標(biāo)。這種打標(biāo)方法，是標(biāo)記不牢，耗材量大，噴槍易堵，更嚴(yán)重的是污染環(huán)境。所以，發(fā)明機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)是技術(shù)更新新的首選。
[0004]隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人具有高速、高精度、高智，仿人操作、可自動控制、重復(fù)編程、示教學(xué)習(xí)，并能在三維空間完成各種作業(yè)任務(wù)等特點(diǎn)，將快速進(jìn)入各種生產(chǎn)線。工業(yè)機(jī)器人配上光纖激光器，可實現(xiàn)全方位、全自動的仿人操作打標(biāo)，成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)，這將是打標(biāo)行業(yè)的一項技術(shù)創(chuàng)新。
[0005]但是，機(jī)器人光纖激光打標(biāo)需要解決機(jī)器人與光纖激光打標(biāo)機(jī)的聯(lián)合協(xié)調(diào)控制問題，這就需要研究新型智能控制系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機(jī)器人與光纖激光打標(biāo)機(jī)的聯(lián)合協(xié)調(diào)控制。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)與機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot相連接，具體包括圖像采集系統(tǒng)、控制器、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制器分別與圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相連接；圖像采集系統(tǒng)與激光測距單元、視覺檢測定位單元相連接，圖像采集系統(tǒng)、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)視覺檢測定位單元與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接；
[0009]圖像采集系統(tǒng)通過攝像頭采集圖像信息，并將圖像信息發(fā)送到激光測距單元、視覺檢測定位單元，激光測距單元確定激光焦點(diǎn)到被加工件距離，并將該距離信息發(fā)送到控制器上，經(jīng)控制器處理后發(fā)送到振鏡平面控制單元；視覺檢測定位單元通過圖像信息確定被加工件的作業(yè)位置，并將位置信息發(fā)送到控制器上，控制器處理后將發(fā)送到振鏡平面控制單元。
[0010]所述的GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將控制器處理后的信息發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)上，用戶通過IP地址交換信息。
[0011]所述的GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口、電源變換模塊，嵌入式微電腦與上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口連接，GPRS模塊上連接有S頂卡。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0013]I)實現(xiàn)了機(jī)器人與光纖激光打標(biāo)機(jī)的聯(lián)合協(xié)調(diào)控制，具有仿人工智能控制功能，采用圖像采集單元采集被加工件的位置信息，并由激光測距單元、視覺檢測定位單元檢測，實現(xiàn)了全方位、全自動定位的目的，為光纖激光打標(biāo)提供定位數(shù)據(jù)和激光焦距，實現(xiàn)精準(zhǔn)打標(biāo)。
[0014]2)可實現(xiàn)全方位、全自動的仿人操作，成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)，這將是打標(biāo)行業(yè)的一項技術(shù)創(chuàng)新。
[0015]3)本發(fā)明通過GPRS遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)IP地址的設(shè)置，實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)功能。
【附圖說明】
[0016]圖1是工業(yè)機(jī)器人激光打標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)組成圖。
[0017]圖2是激光打標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖3是激光打標(biāo)機(jī)激光光路系統(tǒng)圖。
[0019]圖4是工業(yè)機(jī)器人激光打標(biāo)機(jī)的綜合控制系統(tǒng)。
[0020]圖5是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)圖。
[0021]圖6是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)的嵌入式微電腦原理電路圖。
[0022]圖7是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)的GPRS模塊原理電路圖。
[0023]圖8是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)的地址設(shè)置原理電路圖。
[0024]圖9是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)的電源電路圖。
[0025]圖10是GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)無線傳輸系統(tǒng)的IXD顯示屏電路圖。
[0026]圖中:1-底板 2-工作臺 3-被加工件 4-激光器連接盤 5-機(jī)器人手腕6-機(jī)器人腕關(guān)節(jié) 7-機(jī)器人激光器傳輸光纖及電纜 8-機(jī)器人小臂9-機(jī)器人肘關(guān)節(jié)10-固定環(huán)11-機(jī)器人大臂12-臂關(guān)節(jié)13-機(jī)器人水平回轉(zhuǎn)盤14-機(jī)器人機(jī)座
[0027]100-激光打標(biāo)機(jī)101-鏡罩102-激光振鏡系統(tǒng)103-反射鏡盒104-激光整理腔105-支架106-彈性護(hù)罩107-支撐板108-攝像頭
[0028]102-1-X軸振鏡電機(jī)102-2-X軸振鏡102-3-Y軸振鏡電機(jī)102-4—Y軸振鏡
[0029]102-5-激光掃描范圍104-1-反射鏡104-2-擴(kuò)束系統(tǒng) 104_3_動態(tài)聚焦系統(tǒng)
[0030]102-1-X軸振鏡電機(jī)102-2-X軸振鏡102-3-Y軸振鏡電機(jī)102-4—Y軸振鏡
[0031]102-5-激光掃描范圍104-1-反射鏡104-2-擴(kuò)束系統(tǒng) 104_3_動態(tài)聚焦系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。
[0033]見圖1，工業(yè)機(jī)器人激光打標(biāo)機(jī)，包括工業(yè)機(jī)器人及激光打標(biāo)機(jī)100，工業(yè)機(jī)器人包括底板1，機(jī)器人機(jī)座14固定在底板I上，機(jī)器人水平回轉(zhuǎn)盤13設(shè)置在機(jī)器人機(jī)座14上，機(jī)器人大臂11連接在機(jī)器人水平回轉(zhuǎn)盤13上，機(jī)器人小臂8與機(jī)器人大臂11連接，機(jī)器人小臂8上設(shè)有機(jī)器人手腕5，激光打標(biāo)機(jī)100通過激光器連接盤4連接在機(jī)器人手腕5上，激光打標(biāo)機(jī)100下方的工作臺2上放置被加工件3。
[0034]見圖2，激光打標(biāo)機(jī)100包括連接在激光器連接盤4的支撐板107，支撐板107上設(shè)有支架105，支架105上方設(shè)有彈性護(hù)罩106，支架105下方設(shè)有激光整理腔104，激光整理腔104下方設(shè)有反射鏡盒104，反射鏡盒104下方設(shè)有攝像頭108，反射鏡盒104與激光振鏡系統(tǒng)102連接，激光振鏡系統(tǒng)102下方設(shè)有鏡罩101。
[0035]見圖3，激光打標(biāo)機(jī)激光光路系統(tǒng)，包括與激光器傳輸光纖及電纜7連接的擴(kuò)束系統(tǒng)104-2，擴(kuò)束系統(tǒng)104-2連接動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-3，動態(tài)聚焦系統(tǒng)104-3通過反射鏡104-1將光反射到X軸振鏡102-2和Y軸振鏡102-4上，X軸振鏡102-2由X軸振鏡電機(jī)102-1驅(qū)動，Y軸振鏡102-4由Y軸振鏡電機(jī)102-3驅(qū)動。
[0036]見圖4-圖8，機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)與機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot相連接，具體包括圖像采集系統(tǒng)、控制器、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制器分別與圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相連接；圖像采集系統(tǒng)與激光測距單元、視覺檢測定位單元相連接，圖像采集系統(tǒng)、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)視覺檢測定位單元與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接，計算機(jī)控制系統(tǒng)通過Profibus-DP將控制信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
[0037]圖像采集系統(tǒng)通過攝像頭采集圖像信息，并將圖像信息發(fā)送到激光測距單元、視覺檢測定位單元，激光測距單元確定激光焦點(diǎn)到被加工件距離，并將該距離信息發(fā)送到控制器上，經(jīng)控制器處理后發(fā)送到振鏡平面控制單元；視覺檢測定位單元通過圖像信息確定被加工件的作業(yè)位置，并將位置信息發(fā)送到控制器上，控制器處理后將發(fā)送到振鏡平面控制單元。
[0038]在激光焦距的Θ角范圍內(nèi)時，只需調(diào)整振鏡即可實現(xiàn)該范圍內(nèi)的打標(biāo)作業(yè)；打標(biāo)位置大于激光焦距的Θ角范圍，則需要發(fā)送信息到機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot，由機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot控制機(jī)器人移動，直到滿足打標(biāo)位置在激光焦距的Θ角范圍內(nèi)。
[0039]GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將控制器處理后的信息發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)上，用戶通過IP地址交換信息。
[0040]GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口、電源變換模塊，嵌入式微電腦與上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口連接，GPRS模塊上連接有S頂卡。其中，GPRS模塊采用 M1MG2639_V3 ;嵌入式微電腦采用 CPU1-STC12LE5A60S2。
【主權(quán)項】
1.一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)與機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot相連接，其特征在于，包括圖像采集系統(tǒng)、控制器、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制器分別與圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相連接；圖像采集系統(tǒng)與激光測距單元、視覺檢測定位單元相連接，圖像采集系統(tǒng)、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)視覺檢測定位單元與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接； 圖像采集系統(tǒng)通過攝像頭采集圖像信息，并將圖像信息發(fā)送到激光測距單元、視覺檢測定位單元，激光測距單元確定激光焦點(diǎn)到被加工件距離，并將該距離信息發(fā)送到控制器上，經(jīng)控制器處理后發(fā)送到振鏡平面控制單元；視覺檢測定位單元通過圖像信息確定被加工件的作業(yè)位置，并將位置信息發(fā)送到控制器上，控制器處理后將發(fā)送到振鏡平面控制單J L ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)將控制器處理后的信息發(fā)送到物聯(lián)網(wǎng)上，用戶通過IP地址交換?目息O3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)包括嵌入式微電腦、上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口、電源變換模塊，嵌入式微電腦與上電復(fù)位單元、IXD顯示屏、GPRS模塊，IP地址設(shè)置單元、RS485接口連接，GPRS模塊上連接有S頂卡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)器人光纖激光打標(biāo)機(jī)智能控制系統(tǒng)，該智能控制系統(tǒng)與機(jī)器人控制系統(tǒng)Robot相連接，具體包括圖像采集系統(tǒng)、控制器、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，控制器分別與圖像采集系統(tǒng)、激光測距單元、視覺檢測定位單元、振鏡平面控制單元、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)相連接；圖像采集系統(tǒng)與激光測距單元、視覺檢測定位單元相連接，圖像采集系統(tǒng)、GPRS遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)視覺檢測定位單元與計算機(jī)控制系統(tǒng)連接。優(yōu)點(diǎn)是：仿人工智能控制功能，實現(xiàn)了全方位、全自動定位的目的，為光纖激光打標(biāo)提供原始位置數(shù)據(jù)，實現(xiàn)打標(biāo)精準(zhǔn)定位。
【IPC分類】B23K26/36, B23K26/70
【公開號】CN105108344
【申請?zhí)枴緾N201510549158
【發(fā)明人】鮮海英, 程芳芳, 陳吉, 馬唯佳, 王春巖, 程真
【申請人】鞍山英程利遠(yuǎn)科技有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年8月31日