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自动定位焊接机器人系统的制作方法

2019-12-17 21:22:08 aipaae 23

贵阳机器人

自动定位焊接机器人系统的制作方法

自动定位焊接机器人系统属于工业机器人领域。

焊接机器人是工业生产中应用最广泛的机器人技术,尤其在汽车及工程机械等部门。在国际上,对焊接组件的每个工步进行详细分类、精确定位,焊接生产线冗长,投资费用高。适用于大批量生产。国内焊接机器人系统由于资金及现有设备等因素的影响,大多采用变位机夹具装置,对于小型工件常把数十个零件由变位机夹具装置集中定位夹紧,进行集中焊接。对于大型工件则常由点焊进行初焊,然后由变位机夹具装置定位夹紧进行整体焊接。由于焊接组件各零件的位置由机械夹具等方式定位,不同的焊接组件需不同的夹具装置,使焊接机器人生产线系统整体柔性降低。

本发明的目的在于提供一种自动方法,实现焊接组件各零部件的自动相互定位,简化夹具甚至无需夹具,从而提高焊接机器人生产线系统整体柔性。

为了实现上述目的,本发明对焊接零件不采用机械方法(点焊或夹具定位),进行精确定位,由摄像机测量系统,测量并计算出焊接零件间的相互位置关系,在位置伺服控制系统的驱动下,根据要求使焊接零件相互接合,实现焊接零件相互位置的自动定位。

本发明与现有技术比较,简化了机械夹具,提高了焊接机器人系统的整体柔性。

下面结合附图进一步说明

具体实施例方式为简化分析且不失一般性,假定焊接组件由两平面零件P1和P2组成,其焊接边分别为 及 并焊接组件仍为一平面,见附


图1,这样就可简化为一平面问题。

由数学知识知道,要确定一个平面在二维平面内的位置,只要确定该平面上任意二点的位置即可,该二点在此称为基准点。

不失一般性,假定零件P1在焊接工作台上已经固定,零件P2则安放在活动平台上,可以沿x、y方向移动且绕垂直轴旋转,见附图1。

为了实现零件P2相对于零件P1定位,即使两焊接边A1B1和A2B2相贴合,选取点A1、B1为零件P1的基准点,点A2、B2为零件P2基准点,由摄像机测量系统检测作基准点A1、B1、A2、B2的位置,通过计算确定零件P2相对于零件P1的位置偏差,由位置伺服控制系统驱动活动平台带动零件P2使A1B1和A2B2相贴合,实现零件P1和零件P2相对位置的自动定位。位置伺服控制系统也可以是操作机械手。

上述分析是针对平面焊接组件讨论的,其结论不难推广到一般空间焊接组件,只是对于一个空间物体要确定其位置,需确定其不在一直线上的三点位置,即需选择三个基准点进行测量,而位置伺服控制系统也更复杂。

对基准点可以多选取几点,通过计算机进行数值处理,从而改善焊接组件的尺寸、形位误差等因素的影响。

考虑到具体零件结构及位置伺服控制系统活动范围的限制,在实际操作中,有时对焊接零件进行一定的机械限位是合理的,甚至是必不可少的。

由于采用计算机控制的摄像机测量系统,可以自动识别不同形态的零部件,从而允许在同一焊接机器人工作站进行多种类型的焊接组件的自动相互匹配、定位。

配合焊接组件相对于焊接机器人的自动修正定位(修正定位焊接机器人系统,专利申请号94112494.0)焊接零件相对于焊接机器人可以不作固定定位,这样只需焊接零件间的相互位置确定即可,有利于简化自动定位系统。当然,根据实际情况,焊接零件也可以在机器人工作空间中固定定位。

大型焊接零件由于重量较大,在焊接时,可以不作夹紧。而对重量较轻的零件有时夹紧是必须的,可以采用电磁吸合或机械夹具。

本发明由于对焊接零件实现自动定位,大大提高了焊接机器人系统的整体柔性。


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