机器人自动焊标牌系统的制作方法

本实用新型实施例涉及标牌安装技术领域，尤其涉及一种机器人自动焊标牌系统。

背景技术：

目前随着现在科学技术的进步，对相应的产品质量要求也有所提升，设备标牌的准确性要求也相应的提高。目前常见的标牌安装方式分为两种，一种主要依靠人工，另一种通过使用机械手进行自动焊装。但人工的方式生产成本高，劳动强度大，工人要进行好多预备工作，长时间的人工劳动会对工人产生身体上的伤害，当工人出现疲劳时。容易出现漏焊、错焊。机械手焊装装置缺乏有效的检测，同样存在漏焊错焊现象。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种机器人自动焊标牌系统，用以减少错焊、漏焊情况，提高标牌焊装的准确性。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种机器人自动焊标牌系统，包括识别单元、用于打印标牌的标牌打印单元、用于提供焊钉的送钉单元、机械手、控制单元及图像识别单元，所述控制单元分别与所述识别单元、所述标牌打印单元、所述送钉单元、所述机械手及所述图像识别单元信号连接，所述识别单元用于识别待贴标设备的位置信息，所述控制单元根据所述位置信息控制所述机械手在抓取所述标牌及所述焊钉后进行焊装，所述图像识别单元包括图像采集模块，用于采集已焊装设备的图像信息，所述控制单元根据所述图像信息判断是否需要进行二次焊装并根据根据判断结果采取与判断结果相应的操作。

其中，所述图像采集模块包括摄像机和闪光灯，所述摄像机用于获取已焊装设备的图像信息，所述闪光灯用于为所述摄像机的拍摄提供照明，所述控制单元根据所述摄像机获取的图像信息分析所述已焊装设备是否已贴有标牌。

其中，所述送钉单元包括振动筛、导轨、送钉气缸和焊钉检测模块，所述导轨一端与所述振动筛相连，另一端与所述送钉气缸相连，所述焊钉检测模块用于检测焊钉被拾取处的焊钉状态信息，所述控制单元根据所述焊钉状态信息控制所述送钉气缸与所述机械手的动作。

其中，所述识别单元包括拍照模块与图像比对模块，所述待贴标设备位于焊接区，在所述焊接区设有标尺，所述拍照模块用于拍摄所述待贴标设备的照片，所述图像比对模块分析所述照片显示的所述待贴标设备与所述标尺的相对位置确定所述待贴标设备的位置信息。

其中，所述图像比对模块还用于比对所述待贴标设备的照片与内部预存的各类待贴标设备的照片，分析确定所述待贴标设备的类别。

其中，所述标牌打印单元包括打印机、滑道、调位气缸及标牌检测模块，所述打印机用于打印与所述待贴标设备的类别相对应的标牌，所述滑道的顶部设置在所述打印机的出牌口，所述调位气缸安装在所述滑道的底部用于调整所述标牌的位置，所述标牌检测模块用于检测标牌被拾取处的标牌状态信息，所述控制单元根据所述标牌状态信息控制所述打印机的打印及所述机械手的抓取动作。

其中，所述机械手包括焊头检测模块与焊头更换机构，所述控制单元分别与所述焊头检测模块及所述焊头更换机构信号连接，所述焊头检测模块用于实时监测所述焊枪头的耗损状态，所述控制单元根据所述耗损状态信号控制所述焊头更换机构更换焊枪头。

其中，所述机器人自动焊标牌系统还包括报警单元，与所述控制单元通讯连接，所述报警单元用于在所述机械手的动作出错时发出警报。

其中，所述控制单元具有人机操作界面，所述人机操作界面用于人工输入或查询标牌信息；当所述人机操作界面人工输入了标牌信息时，所述标牌打印单元直接根据所述人机界面输入的标牌信息打印标牌。

其中，所述控制单元连接有用于与外界进行通讯的网络接口模块。

(三)有益效果

本实用新型提供的机器人自动焊标牌系统，通过各单元之间的通讯，协调控制实现标牌的自动焊装，通过图像识别单元检测发现焊接后漏焊标牌的情况，从而启动二次焊标牌操作，提高设备贴标牌准确性。

附图说明

图1为本实用新型机器人自动焊标牌系统一较佳实施例的结构框图；

图2为图1中所示的焊钉输送单元的结构示意图；

图3为图1中所示的标牌打印单元的结构示意图；

图4为图1中所示的图像识别单元的结构示意图；

图5为图1所示的机器人自动焊标牌系统的结构布置图。

其中，1、控制单元；2、识别单元；3、机械手；4、标牌打印单元；41、打印机；42、滑道；43、调位气缸；5、送钉单元；51、振动筛；52、导轨；53、送钉气缸；6、报警单元；7、网络接口模块；8、焊接区；9、图像识别单元；91、摄像机；92、闪光灯；10、输送单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-5所示，一种机器人自动焊标牌系统包括识别单元2，用于识别位于焊接区8的待贴标设备的位置信息。需要说明的是，该机器人自动焊标牌系统可以对多类待贴标设备进行贴牌操作，此时，需要调整标牌的类型，以确保两者的类别相对应。待贴标设备运送到焊接区8后可以通过识别单元2自动识别待贴标设备的类别，以便控制单元1根据待贴标设备的类别控制标牌打印单元4打印相应的标牌类型。当然，也可以通过人工方式直接输入相应的标牌类型，或者兼具人工输入和自动确定两种方式。

标牌打印单元4，用于打印标牌。打印出的标牌类型根据识别出的待贴标设备类别现场确定或人工输入的类别打印，从而避免浪费。

送钉单元5，提供焊钉。标牌焊接通过焊钉实现，焊钉的数量等均与对应的标牌相关，标牌大，则焊钉数量多。焊钉的具体数量可根据标牌的大小、形状预先设定，控制单元1根据识别单元2确定的待贴标设备的类型驱动机械手3按设定值抓取相应数量的焊钉。

机械手3，用于抓取标牌、焊钉，并在控制单元1的作用下完成焊标牌操作。机械手3抓取标牌并送至待贴标设备处以等待焊接，同时机械手3将焊钉抓取并送至贴标设备处以完成标牌焊接的动作。

图像识别单元9包括图像采集模块，用于获取焊装动作结束后设备即已焊装设备的图像信息，以便确定标牌是否焊接上。

控制单元1与识别单元2、机械手3、标牌打印单元4、送钉单元5、图像识别单元9信号连接。控制单元1根据识别单元2识别出的待贴标设备的位置信息控制机械手3在抓取标牌及焊钉后焊装标牌。控制单元1根据已焊装设备的图像信息控制机械手3进行补焊或者焊接下一个待贴标设备。

整个操作完全由机器执行，没有人工参与，减少了人工劳动强度，减轻了工人的工作量。通过图像识别单元9与控制单元1的配合在焊接后检测标牌有没有焊接上，一旦发现漏焊，可以自动启动第二次焊标牌操作，提高了焊标牌的准确性。

具体的，图像采集模块包括摄像机91和闪光灯92，摄像机91用于获取已进行焊装操作的设备的图像信息，闪光灯92用于为摄像机91的拍摄提供照明，控制单元1根据摄像机91获取的图像信息分析已焊装设备是否已经贴有标牌。

具体地，待贴标设备通过输送单元10输送到焊接区8，控制单元1与输送单元10电连接。在焊标牌开始前，输送单元10输送一个待贴标设备至焊接区8。在焊装结束后，根据图像识别单元9的判断结果，若标牌已经焊接好，则控制单元1控制输送单元10输送下一个待贴标设备；若未焊接好，则输送单元10静止不动，控制单元1控制机械手3进行二次焊装。

另外，送钉单元5包括振动筛51、导轨52、送钉气缸53和焊钉检测模块。其中，导轨52一端与振动筛51的出口相连，另一端与送钉气缸53相连。焊钉检测模块用于检测焊钉被拾取处的焊钉状态信息，即检测焊钉被拾取处焊钉的有无状态，确保机械手3拾取前该处有焊钉，拾取后无焊钉，从而确保机械手3正常取走了焊钉，避免出现漏取和取空的现象。控制单元1根据焊钉状态信息控制送钉气缸53与机械手3的动作。

使用时，将整袋的焊钉倒入振动筛51，振动筛51通过固定的振动方式，使焊钉沿固定的方向运动。由于焊钉两端的大小不一样，在通过振动后，符合方向要求的焊钉继续向下一个工位运动，不符合固定方向要求的焊钉自动掉落回振动筛51内进行再次筛选。经过振动筛51筛选后的焊钉按照固定的方向运动到导轨52处，按照单个焊钉的顺序排列，当导轨52上排满焊钉后，振动筛51停止动作。在导轨装52上的焊钉用到一定程度后，再次启动振动筛51工作，继续向导轨52送焊钉。送钉气缸53位于导轨52的一端，当机械手3需要焊钉时，送钉气缸53的活塞杆推出，把焊钉送到合适的位置，然后等待机械手取走焊钉，在机械手3取走焊钉后，送钉气缸53的活塞杆退回原来的位置，等待输送下一个焊钉。

一般来说，前一工序会将待贴标设备送至焊接区8的指定位置，由于可能焊接不准，因此需要精确待贴标设备所在的位置。为此，识别单元2包括拍照模块和图像比对模块，拍照模块用于对焊接区8的待贴标设备进行拍照，在焊接区8设有标尺，图像比对模块根据拍照结果中待贴标设备与标尺的相对位置确定待贴标设备的实际位置。图像比对模块将确定后的待贴标设备的位置信息发送至控制单元1。需要说明的是，标尺是固定不动的，通过拍照确定设备在标尺中的位置，以确定设备的实际位置，这样可以辅助机械手3的操作，防止出现标牌焊接到错误的位置的现象，保证标牌焊接效果。

进一步地，图像比对模块还可以比对待贴标设备的照片与预存的各类待贴标设备的照片，从而分析确定待贴标设备的类别。即将各类待贴标牌的设备预先进行拍照，并存入数据库；拍照模块拍照后将照片与数据库中的照片进行比对，相似度满足即为匹配成功，从而快速识别确定待贴标设备的类别。标牌打印单元4根据待贴标设备的类别打印相应的标牌类型，从而避免浪费。

进一步地，标牌打印单元4包括打印机41、滑道42、调位气缸43及标牌检测模块。其中，打印机41用于打印与待贴标设备的类别相对应的标牌，滑道42的顶部设置在打印机41的出牌口，调位气缸43安装在滑道42的底部用于调整标牌的位置，标牌检测模块安装在滑道42的底部，用于检测标牌被拾取处的标牌状态信息，根据标牌状态信息控制打印机41的打印及机械手3的抓取动作。即标牌检测模块检测该处是否有标牌，标牌的位置是否摆放到位。若摆放到位，则控制单元1控制机械手3拾取标牌，若未摆放到位，则驱动调位气缸43调整标牌的位置。另外，通过检测标牌的有无信息，避免机械手3空取或漏取标牌。

进一步的，在机械手3包括焊头检测模块和焊头更换机构，控制单元1分别与焊头检测模块及焊头更换机构信号连接。焊头检测模块用于实时监测焊头的耗损状态，一旦发现损坏，控制单元1发出控制信号驱动焊头更换机构更换焊头。另外，机械手3上设有与控制单元1连接的监控单元，监控单元用于判断机械手3的动作是否正常执行。比如抓取焊钉的动作，机械手3离开送钉单元5时，若监控单元检测到机械手3上并没有焊钉，则认定机械手3操作不正常；类似的，抓取标牌动作的监控也与之类似；设置可将标牌焊接后的图像作为参考标准，监控单元根据标牌焊接后的实际图像与参考标准进行比照，若不合格说明标牌焊接有问题，则认定机械手3的操作不正常。监控单元实时将监控结果反馈至与之连接的控制单元1，方便及时调整机械手3。

进一步的，机器人自动焊标牌系统还包括与控制单元1通讯连接的报警单元6。报警单元6用于在机械手3的动作出错时发出警报。一旦控制单元1发现监控单元监控到机械手3的动作不正常后，立即向报警单元6发送指令进行报警，提醒供人及时进行维护，避免继续出错，减少损失。

进一步的，控制单元1具有人机操作界面，人机操作界面用于输入标牌打印内容或查询已打印标牌的信息；当人机界面已经输入了标牌打印信息时，标牌打印单元4直接根据人机界面输入的标牌打印信息打印标牌。对于一些特殊的情况，需要临时改变当前设备的标牌内容时，可直接在人机交互界面输入相应的信息，标牌打印单元4优先根据当前输入的内容打印标牌，方便控制；同时工人可随时通过人机界面查询已打印的标牌内容、统计数据等，方便后期追踪。当然，除了上述比较关键的功能外，工人也可通过人机界面随时调整整个系统的动作，比如临时停机等操作。

优选的，控制单元1连接有用于与外界进行通讯的网络接口模块7。利用网络接口模块7可以与远程的计算机等进行通讯，方便进行远程控制、查询等操作。

使用该机器人自动焊标牌系统进行标牌焊装的具体操作步骤如下：

步骤1：待贴标设备通输送单元10输送至焊接区8，识别单元2识别待贴标设备的位置信息和/或类别信息。

步骤2：标牌打印单元4根据识别单元2识别出的类别信息打印相应类型的标牌，并同时进行记录，以便人工查询。当人工输入需要打印的标牌内容及类型时，优先按照人工输入的类型打印。

步骤3：通过送钉单元5送出焊钉。

步骤4：机械手3拾取焊钉，然后抓取标牌。

步骤5：机械手3根据识别单元2识别出的位置信息，自动焊装标牌。

步骤6：标牌焊完后，图像识别单元9进行拍照识别，检测标牌有没有焊接上。

步骤7：若标牌焊接上，则通过输送单元10输送下一个待贴标设备进行焊装。若标牌没有焊接上，机械手3根据识别单元2识别的位置信息，再次进行焊标操作。重复步骤6和步骤7，直到标牌焊接上为止。

本实用新型实施例提供的机器人自动焊标牌系统，通过各单元之间的通讯，协调控制实现标牌的自动焊装，通过图像识别单元9的检测及时发现焊接后漏焊标牌的情况，从而启动二次焊标牌操作，提高设备贴标牌准确性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。