CN106180965A - 一种机器人的激光扫描焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人焊接领域，尤其涉及一种机器人的激光扫描焊接装置及方法。本发明中，每次在工件焊接前，使用点光源激光器对工件轮廓扫面，获取工件正确的焊缝位置。通过激光器控制器，将工件的位置信息传输给机器人控制柜，因此，无论工件尺寸变化或者安装位置变化，机器人始终能在正确的位置焊接，避免焊偏。

Description

一种机器人的激光扫描焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及机器人焊接领域，尤其涉及一种机器人的激光扫描焊接装置及方法。

背景技术

目前的机器人的激光扫描焊接装置，由操作人员使用示教器对焊接工件示教编程，然后将焊接程序传输给机器人控制。机器人控制柜控制机器人（安装有焊接设备的机器人），按照示教的轨迹焊接工件。由于程序是预先示教的，当工件尺寸或者安装位置发生改变后，机器人依旧按照原有示教轨迹焊接，就会焊偏。造成焊接缺陷，严重的会造成工件损坏及设备损坏。

发明内容

针对现有技术存在的问题，现提供了一种机器人的激光扫描焊接装置及方法。

具体的技术方案如下：

一种机器人的激光扫描焊接装置，应用于机器人对工件的激光扫描焊接中，所述激光扫描焊接装置包括：

点光源激光器，安装于所述机器人上，所述点光源激光器用以扫描并输出所述工件的轮廓信息；

激光器控制器，与所述点光源激光器连接，用以根据所述轮廓信息输出位置信息；

机器人控制柜，与所述激光器控制器连接，用以根据所述位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；以及所述机器人根据所述焊接轨迹进行激光扫描焊接；

焊接装置，与所述机器人控制柜连接，临近所述机器人设置，用以根据所述位置信息对所述工件进行激光扫描焊接。

优选的，所述焊接装置包括：

焊接电源，临近所述机器人设置，所述焊接电源与所述机器人控制柜连接；

焊枪，与所述焊接电源连接，所述焊接电源根据所述位置信息控制所述焊枪的起弧和收弧。

优选的，所述机器人控制柜通过DeviceNet总线与所述焊接电源连接。

优选的，所述激光器控制器通过模拟量通讯方式与所述机器人控制柜连接。

优选的，所述机器人控制柜根据所述焊接轨迹生成焊接程序，以及利用所述焊接程序对所述机器人的激光扫描焊接进行控制。

优选的，所述点光源激光器的扫描速度小于等于250mm/s。

优选的，所述点光源激光器的扫描误差小于等于1mm。

优选的，所述点光源激光器与所述激光器控制器的信息传输周期小于等于0.33ms。

优选的，所述工件的待焊接位置与所述焊接装置的焊接位置的误差小于3cm。

一种机器人的激光扫描焊接方法，包括：

步骤S1，扫描并输出所述工件的轮廓信息，并且根据所述轮廓信息输出位置信息；

步骤S2，根据所述位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；

步骤S3，焊接电源根据所述位置信息控制焊枪的起弧和收弧，并且机器人根据所述焊接轨迹进行激光扫描焊接。

上述技术方案的有益效果是：

上述技术方案中，每次在工件焊接前，使用点光源激光器对工件轮廓扫面，获取工件正确的焊缝位置。通过激光器控制器，将工件的位置信息传输给机器人控制柜，因此，无论工件尺寸变化或者安装位置变化，机器人始终能在正确的位置焊接，避免焊偏。

附图说明

图1为本发明一种机器人的激光扫描焊接装置的实施例的结构示意图；

图2为本发明一种机器人的激光扫描焊接方法的实施例的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：

本实施例提供了一种机器人的激光扫描焊接装置，应用于机器人对工件的激光扫描焊接中，如图1所示，激光扫描焊接装置包括：

点光源激光器，安装于机器人上，点光源激光器用以扫描并输出工件的轮廓信息；

激光器控制器，与点光源激光器连接，用以根据轮廓信息输出位置信息；

机器人控制柜，与激光器控制器连接，用以根据位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；以及机器人根据焊接轨迹进行激光扫描焊接；

焊接装置，与机器人控制柜连接，临近机器人设置，用以根据位置信息对工件进行激光扫描焊接。

本实施例中，每次在工件焊接前，使用点光源激光器对工件轮廓扫面，获取工件正确的焊缝位置。通过激光器控制器，将工件的位置信息传输给机器人控制柜，并生成焊接程序。因此，无论工件尺寸变化或者安装位置变化，机器人始终能在正确的位置焊接，避免焊偏。

本实施例中，通过机器人上安装的点光源激光器横向纵向扫描工件表面，获取所有轮廓的位置信息，传输给机器人控制柜后，配合焊枪角度。实现自动焊接轨迹生成并焊接。

本发明一个较佳的实施例中，焊接装置包括：

焊接电源，临近机器人设置，焊接电源与机器人控制柜连接；

焊枪，与焊接电源连接，焊接电源根据位置信息控制焊枪的起弧和收弧。

本发明一个较佳的实施例中，机器人控制柜通过DeviceNet总线与焊接电源连接。

上述实施例中，点光源激光器安装在机器人上，扫描工件表面，并将扫描生成的图像信息传输给激光器控制器；激光器控制器将激光器传输过来图像信息传换成位置信息，并将位置信息通过模拟量的方式传输给机器人控制柜；机器人控制柜将激光器控制器传输过来的位置数据与预先设定焊接角度相结合，自动生成焊接轨迹，并且控制机器人以该轨迹运动。当机器人运动到焊接位置时，通过DeviceNet总线的方式控制焊接电源起弧焊接；机器人根据机器人控制柜指定轨迹运动；焊接电源根据机器人控制柜的指令，起弧（开始焊接）和收弧（停止焊接）；焊枪安装于机器人上，机器人带着焊枪，在指定位置实现焊接。

本发明一个较佳的实施例中，激光器控制器通过模拟量通讯方式与机器人控制柜连接。

本发明一个较佳的实施例中，机器人控制柜根据焊接轨迹生成焊接程序，以及利用焊接程序对机器人的激光扫描焊接进行控制。

本发明一个较佳的实施例中，点光源激光器的扫描速度小于等于250mm/s。

本发明一个较佳的实施例中，点光源激光器的扫描误差小于等于1mm。

本发明一个较佳的实施例中，点光源激光器与激光器控制器的信息传输周期小于等于0.33ms。

本发明一个较佳的实施例中，工件的待焊接位置与焊接装置的焊接位置的误差小于3cm。

上述实施例中，主要针对以直焊缝为主，并且焊缝有较高重复性的工件。工件尺寸及安装位置误差叠加后小于3cm的工件。上述实施例的主要技术参数为：扫描速度 ≤250mm/s；扫描误差 ≤1mm；数据传输周期 0.33ms。

一种机器人的激光扫描焊接方法，如图2所示，包括：

步骤S1，扫描并输出工件的轮廓信息，并且根据轮廓信息输出位置信息；

步骤S2，根据位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；

步骤S3，焊接电源根据位置信息控制焊枪的起弧和收弧，并且机器人根据焊接轨迹进行激光扫描焊接。

本实施例中，首先通过扫描工件的轮廓得到工件的轮廓信息，可以确定工件的形状和需要焊接的位置，之后根据轮廓输出需要焊接的位置的位置信息，根据位置信息生成机器人焊接的焊接轨迹，通过控制焊枪的起弧和收弧实施焊接，并且机器人在焊接轨迹上行走的时候，可以带动安装在机器人上的焊枪对工件进行焊接。

本实施例中，焊接程序获得方法：传统焊接系统使用预先对工件示教的方法获得焊接程序。本实施例使用激光扫描工件表面，获得工件所有焊缝位置信息配合预先设定的焊枪角度，自动生成焊接程序。焊接轨迹准确性高。传统焊接系统的焊接程序，使用示教编程，当工件尺寸及安装位置发生变化后，机器人的焊接轨迹会与实际焊缝位置不一致，造成焊偏。本实施例中，每次焊接前都会扫描工件，获取工件正确的焊缝位置，生成相对应的焊接程序。避免焊偏。

综上，上述技术方案中，每次在工件焊接前，使用点光源激光器对工件轮廓扫面，获取工件正确的焊缝位置。通过激光器控制器，将工件的位置信息传输给机器人控制柜，因此，无论工件尺寸变化或者安装位置变化，机器人始终能在正确的位置焊接，避免焊偏。

通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。

对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (10)

1.一种机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，应用于机器人对工件的激光扫描焊接中，所述激光扫描焊接装置包括：

点光源激光器，安装于所述机器人上，所述点光源激光器用以扫描并输出所述工件的轮廓信息；

激光器控制器，与所述点光源激光器连接，用以根据所述轮廓信息输出位置信息；

机器人控制柜，与所述激光器控制器连接，用以根据所述位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；以及所述机器人根据所述焊接轨迹进行激光扫描焊接；

焊接装置，与所述机器人控制柜连接，临近所述机器人设置，用以根据所述位置信息对所述工件进行激光扫描焊接。

2.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述焊接装置包括：

焊接电源，临近所述机器人设置，所述焊接电源与所述机器人控制柜连接；

焊枪，与所述焊接电源连接，所述焊接电源根据所述位置信息控制所述焊枪的起弧和收弧。

3.根据权利要求2所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述机器人控制柜通过DeviceNet总线与所述焊接电源连接。

4.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述激光器控制器通过模拟量通讯方式与所述机器人控制柜连接。

5.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述机器人控制柜根据所述焊接轨迹生成焊接程序，以及利用所述焊接程序对所述机器人的激光扫描焊接进行控制。

6.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述点光源激光器的扫描速度小于等于250mm/s。

7.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述点光源激光器的扫描误差小于等于1mm。

8.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述点光源激光器与所述激光器控制器的信息传输周期小于等于0.33ms。

9.根据权利要求1所述的机器人的激光扫描焊接装置，其特征在于，所述工件的待焊接位置与所述焊接装置的焊接位置的误差小于3cm。

10.一种机器人的激光扫描焊接方法，其特征在于，包括：

步骤S1，扫描并输出所述工件的轮廓信息，并且根据所述轮廓信息输出位置信息；

步骤S2，根据所述位置信息和预设的焊接角度，生成焊接轨迹；

步骤S3，焊接电源根据所述位置信息控制焊枪的起弧和收弧，并且机器人根据所述焊接轨迹进行激光扫描焊接。