一种可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及焊接机器人技术领域，尤其涉及一种可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人。
【背景技术】
[0002]随着社会的不断发展，焊接技术在生活中显得越来越重要，已成为现代工业中一种不可缺少，而且日益重要的加工工艺方法，由于焊接产品比铆接件、铸件和锻件重量轻，对于交通运输工具来说可以减轻自重，节约能量同时焊接的密封性好，适于制造各类容器，同时采用焊接工艺能有效利用材料，焊接结构可以在不同部位采用不同性能的材料，充分发挥各种材料的特长，达到经济、优质。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等，使用焊接机器人可以有效的避免这些问题。
[0003]如果工件在整个焊接过程中无需变位，就可以用夹具把工件定位在工作台面上，这种系统既是最简单不过的了，但在实际生产中，更多的工件在焊接时需要变位，使焊缝处在较好的位置下焊接，这就需要一种结构简单、运动精度高、工作空间大、柔性好、能焊缝自适应、能焊弧跟踪、能自动上下料，满足各种焊接工作要求的工业机器人。
【发明内容】
[0004]为解决上述存在的问题，本发明提供一种结构简单、运动精度高、工作空间大、柔性好、能焊缝自适应、能焊弧跟踪、能自动上下料，满足各种焊接工作要求的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人。
[0005]本发明解决上述技术问题采用的技术方案为:一种可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，包括一固定底座，焊枪以及夹持物料的夹持端，所述固定底座上设有机箱，在机箱内设有驱动焊枪及夹持端纵向移动的第一升降机构，所述第一升降机构与夹持端之间依次连接有驱动夹持端水平转动的第一转动机构、第二转动机构、第三转动机构以及垂直转动的第四转动机构，第四转动机构与夹持端相连，所述第二转动机构上设有用于检测和识别物料放置并驱动第一、二、三、四转动机构动作的上下料自适应控制机构，所述第一升降机构上设有用于驱动焊枪纵向移动的第二升降机构，所述第二升降机构与焊枪之间依次连接有驱动焊枪水平旋转的第一旋转装置、第二旋转装置、第三旋转装置以及垂直旋转的第四旋转装置，与第四旋转装置活动连接有一用于安装焊枪的焊枪夹持端，所述第二旋转装置上设有控制第一、二、三、四旋转装置动作用于检测焊接过程中起弧状态、检测和控制焊枪与物料的接触状态、控制和调整焊接工艺参数的焊缝自适应控制机构，还包括一控制系统，所述控制系统包括用于驱动夹持端的第一升降机构、第一、二、三、四转动机构、驱动焊枪的第二升降机构、第一、二、三、四旋转装置的电控系统以及控制第一升降机构、第一、二、三、四转动机构、第二升降机构、第一、二、三、四旋转装置启闭的控制器，所述电控系统与控制器电连接。
[0006]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述电控系统包括:中央处理器、故障报警模块、上下料检测识别模块、上下料控制模块、上下料电机控制模块、上下料轨迹生成模块、上下料插补算法模块、物料夹持控制模块、焊缝检测识别模块、焊缝控制模块、焊接运动控制模块、焊缝轨迹生成模块、焊接插补算法控制模块、焊弧跟踪模块、焊枪防撞检测控制模块、焊接工艺控制模块、电源模块以及编码器。所述故障报警模块、上下料检测识别模块、上下料控制模块、上下料电机控制模块、上下料轨迹生成模块、上下料插补算法模块、物料夹持控制模块、焊缝检测识别模块、焊缝控制模块、焊接运动控制模块、焊缝轨迹生成模块、焊接插补算法控制模块、焊弧跟踪模块、焊枪防撞检测控制模块、焊接工艺控制模块、电源模块以及编码器均与中央处理器电联接。
[0007]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第一升降机构包括设于机箱内的第一升降电机，与第一升降电机相连的第一丝杠，与第一丝杠螺纹连接的当第一丝杠转动时向上移动的第一移动块，与第一升降电机及中央处理器分别相连的用于米集纵向移动位移信号的第一编码器组成;第二升降机构包括设于第一移动块上的第二升降电机，与第二升降电机相连的第二丝杠，与第二丝杠螺纹连接的当第二丝杠转动时向上移动的第二移动块，与第二升降电机及中央处理器分别相连的用于采集纵向移动位移信号的第二编码器组成。
[0008]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第一转动机构包括设于第一移动块上的第一转动电机，所述第一转动电机上连接有第一转轴，与第一转轴连接有当第一转动电机转动时绕第一转轴轴线水平转动的第一转动臂，与第一转动电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第三编码器组成。
[0009]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第二转动机构包括设于第一转动臂上的第二转动电机，所述第二转动电机上连接有第二转轴，与第二转轴连接有当第二转动电机转动时绕第二转轴轴线水平转动的第二转动臂，与第二转动电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第四编码器组成。
[0010]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第三转动机构包括设于第二转动臂上的第三转动电机，所述第三转动电机上连接有第三转轴，与第三转轴连接有当第三转动电机转动时绕第三转轴轴线水平转动的第三转动臂，与第三转动电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第五编码器组成;所述第四转动机构包括设于第三转动臂上的第四转动电机，所述第四转动电机上连接有第四转轴，与第四转轴连接有当第四转动电机转动时绕第四转轴轴线水平转动的第四转动臂，与第四转动电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第六编码器组成。
[0011 ]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第一旋转装置包括设于第二移动块上的第一旋转电机，所述第一旋转电机上连接有第一旋转轴，与第一旋转轴连接有当第一旋转电机转动时绕第一旋转轴轴线水平转动的第一旋转臂，与第一旋转电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第七编码器组成。
[0012]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第二旋转装置包括设于第一旋转臂上的第二旋转电机，所述第二旋转电机上连接有第二旋转轴，与第二旋转轴连接有当第二旋转电机转动时绕第二旋转轴轴线水平转动的第二旋转臂，与第二旋转电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第八编码器组成。
[0013]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第三旋转装置包括设于第二旋转臂上的第三旋转电机，所述第三旋转电机上连接有第三旋转轴，与第三旋转轴连接有当第三旋转电机转动时绕第三旋转轴轴线水平转动的第三旋转臂，与第三旋转电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第九编码器组成。
[0014]上述的可自动上下料的焊缝自适应焊接用工业机器人，所述第四旋转装置包括设于第三旋转臂上的第四旋转电机，所述第四旋转电机上连接有第四旋转轴，与第四旋转轴连接有当第四旋转电机转动时绕第四旋转轴轴线水平转动的第四旋转臂，与第四旋转电机及中央处理器分别相连的用于采集转动信号的第十编码器组成。
[0015]本发明解决技术问题所带来的有益效果在于:采用第一升降机构、第一、二、三、四转动机构、第二升降机构、第一、二、三、四旋转装置对物料进行夹持放置并对其进行焊接，结构简单、柔性好、且能自动上下料，满足各种焊接工作要求;第一升降机构及第二升降机构采用电机驱动丝杠实现第一移动块及第二移动块的移动，运动精度高、工作空间大；第一、二、三、四转动