一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法技術方案

本發明專利技術揭示了一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法，其包括示教器、機器人控制器、擺動焊接頭控制器、機器人驅動電機組、受擺動焊接頭控制器控制的擺動電機組以及受擺動電機組驅動進行運動實現激光擺動的振鏡；示教器與機器人控制器通過第一通訊線通信連接；機器人控制器通過XY2

【技術實現步驟摘要】
一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法


[0001]本專利技術屬于激光焊接機器人
，特別是涉及一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法。

技術介紹

[0002]隨著激光焊接的應用越來越廣，六關節手臂激光焊接的需求也在逐漸增多。由于激光焊接需要加工厚度更薄、焊縫更寬的產品，焊接的效果需要更加均勻，還需要應對工件的來料誤差，這些需求的出現催生了激光擺動焊接的出現。
[0003]目前，激光焊接機器人一般是在多軸機器人的活動末端安裝焊接頭，由于多軸機器人無法實現高頻的擺動運動，因此激光擺動焊接只能依靠焊接頭中單獨設置的驅動電機實現。擺動激光焊接是通過在激光焊接頭內，加入一個振鏡模組(主要由兩個音圈電機和振鏡片組成)，通過音圈電機帶動振鏡片快速旋轉，將激光光路偏移，最終實現激光光斑擺動的效果。
[0004]目前擺動頭的振鏡片都是由擺動焊接頭廠家提供控制方案，與多軸機器人是相互獨立的控制系統，機器人一般無法直接控制擺動頭的擺動動作。
[0005]但在實際應用中，常常會遇到一些焊縫變化，例如同一工件上存在兩條寬度不同的焊縫需要焊接，此時則需要改變擺動焊接頭的擺動形狀與大小來分別對兩條焊縫進行焊接操作。而機器人因為無法直接控制擺動頭，所以目前大多數六關節機器人激光焊接是無法在加工過程中調節擺動圖形。
[0006]現有技術中，專利公開號為CN114952869A公開了一種擺動路徑規劃方法、裝置及電子設備，其主要是在焊接頭在機器人控制系統中設置擺動路徑規劃裝置實現焊接激光的擺動，該方法中雖然實現了一種擺動路徑的設計規劃，但由于多軸機器人無法實現高頻的擺動驅動，若擺動頻率超過一定值，則機器人抖動會非常嚴重，導致焊接效果非常差，因此無法實現真正意義上的擺動焊接。
[0007]市場上也有少部分通過IO信號控制，讓機器人與激光擺動焊接頭通訊，通過機器人輸出不同的信號組合，激光擺動焊接頭根據不同信號調用內部的不同擺動圖形，但這個方案存在三個缺陷：1)只能調用激光擺動焊接頭內置的圖形程序，無法根據實際需求靈活設計調整圖形參數，圖形內容有限；2)機器人示教器端無法展示激光擺動焊接頭內置的圖形，畫面顯示不直觀；3)IO通訊有一定延時，不利于實現精準焊接。
[0008]因此，需要額外設計一款集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法來解決上述技術問題。

技術實現思路

[0009]本專利技術的主要目的在于提供一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統，讓機器人可以直接控制擺動激光焊接頭內的振鏡運動，實現擺動形狀與速度的調節，可在加工過程中實現不同擺動圖形的自動調整，降低編程難度，提高擺動焊接靈活性。
[0010]本專利技術通過如下技術方案實現上述目的：一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統，其用于控制焊接機器人進行擺動焊接加工，所述焊接機器人包括多軸機器人、設置在所述多軸機器人活動末端的激光焊接頭，所述激光焊接頭內配置有激光擺動模組，所述控制系統包括示教器、機器人控制器、擺動焊接頭控制器、受所述機器人控制器控制的機器人驅動電機組、受所述擺動焊接頭控制器控制的且構成所述激光擺動模組的擺動電機組以及受所述擺動電機組驅動進行運動實現激光擺動的振鏡；所述示教器與所述機器人控制器通過第一通訊線通信連接；所述機器人控制器通過第二通訊線與所述擺動電機組通信連接，所述第二通訊線為XY2
?
100通訊線，所述示教器內配置有擺動圖形設定模塊與插入擺動圖形模塊；所述擺動圖形設定模塊配置為以圖形對話的方式生產不同的擺動圖形文件；所述插入擺動圖形模塊配置為插入所述擺動圖形文件至加工控制程序中。
[0011]本專利技術的另一目的在于提供一種集成式擺動激光焊接機器人控制方法，其基于上述控制系統實現控制，且包括以下步驟：
[0012]S1、在所述示教器的所述擺動圖形設定模塊中將所有需要的擺動圖形設定好，形成若干不同的擺動圖形文件；
[0013]S2、開始機器人示教編程，在示教過程中，根據工藝需求在不同的位置插入所述步驟S1中對應的所述擺動圖形文件；
[0014]S3、完成全部教導后開始進行擺動焊接加工；
[0015]S4、完成焊接加工。
[0016]與現有技術相比，本專利技術一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統及控制方法的有益效果在于：將機器人控制器與擺動焊接頭控制器直接通過XY2
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100通訊線實現了整合，合二為一，解決了兩臺控制器之間的溝通問題；通過在示教器內配置擺動圖形設定模塊，以圖形對話的方式直接設計激光擺動的圖形類型、擺動圖形的中心位置、長度與寬度、擺動速度以及擺動方向，并形成擺動圖形文件，以供加工程序編程時的直接調用，對于包含有不同寬度焊縫的工件，實現焊接過程中激光擺動加工參數的自動調節，以適用于不同寬度焊縫，提高焊接質量；在示教器中配置插入擺動圖形模塊，直接插入擺動圖形變化指令，簡化了編程，提高了激光擺動焊接的靈活性和適用性。
【附圖說明】
[0017]圖1為本專利技術實施例中控制系統的結構框圖；
[0018]圖2為本專利技術實施例中擺動圖形設定模塊中設定圓形圖形情況下的界面示意圖；
[0019]圖3為本專利技術實施例中擺動圖形設定模塊中設定矩形圖形情況下的界面示意圖；
[0020]圖4為本專利技術實施例中控制方法的流程圖；
[0021]圖中數字表示：
[0022]100
?
集成式擺動激光焊接機器人控制系統；200
?
多軸機器人；300
?
激光焊接頭；
[0023]1?
示教器，11
?
擺動圖形設定模塊，111
?
參數設定單元，112
?
圖形顯示單元，12
?
插入擺動圖形模塊；2
?
機器人控制器，21
?
XY2
?
100輸出模組；3
?
擺動焊接頭控制器；4
?
機器人驅動電機組；5
?
擺動電機組；6
?
振鏡；7
?
第一通訊線；8
?
第二通訊線。
【具體實施方式】
[0024]實施例一：
[0025]請參照圖1
?
圖3，本實施例為一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統100，其用于控制焊接機器人進行擺動焊接加工，所述焊接機器人包括多軸機器人200、設置在所述多軸機器人200活動末端的激光焊接頭300，所述激光焊接頭內配置有激光擺動模組，所述控制系統包括示教器1、機器人控制器2、擺動焊接頭控制器3、受機器人控制器2控制的機器人驅動電機組4、受擺動焊接頭控制器3控制的且構成所述激光擺動模組的擺動電機組5以及受擺動電機組5驅動進行高頻擺動的振鏡6；示教器1與機器人控制器2通過第一通訊線7通信連接；機器人控制器2通過第二通訊線8與擺動電機組5通信連接，第二通訊線8為XY2
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【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種集成式擺動激光焊接機器人控制系統，其用于控制焊接機器人進行擺動焊接加工，所述焊接機器人包括多軸機器人、設置在所述多軸機器人活動末端的激光焊接頭，所述激光焊接頭內配置有激光擺動模組，其特征在于：所述控制系統包括示教器、機器人控制器、擺動焊接頭控制器、受所述機器人控制器控制的機器人驅動電機組、受所述擺動焊接頭控制器控制的且構成所述激光擺動模組的擺動電機組以及受所述擺動電機組驅動進行運動實現激光擺動的振鏡；所述示教器與所述機器人控制器通過第一通訊線通信連接；所述機器人控制器通過第二通訊線與所述擺動電機組通信連接，所述第二通訊線為XY2
?
100通訊線，所述示教器內配置有擺動圖形設定模塊與插入擺動圖形模塊；所述擺動圖形設定模塊配置為以圖形對話的方式生產不同的擺動圖形文件；所述插入擺動圖形模塊配置為插入所述擺動圖形文件至加工控制程序中。2.如權利要求1所述的集成式擺動激光焊接機器人控制系統，其特征在于：所述機器人控制器上配置有與所述XY2
?
100通訊線信號連接的XY2
?
100輸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳信宇，陸康帆，何家駿，李鵬舉，
申請(專利權)人：新代科技蘇州有限公司，
類型：發明
國別省市：