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视觉系统在 机器人 凸焊项目中的应用

阅读：2发布：2020-09-16

专利汇可以提供视觉系统在机器人凸焊项目中的应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，主要包括：法拉克六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器 (PLC)系统、工件吸取单元、四工位供料单元、直线输送单元、工件凸焊单元、电气控制柜、操控台。本发明公开了视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，可以实现成本低、提高生产效率以及集成度高的优点。，下面是视觉系统在机器人凸焊项目中的应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，主要包括：法拉克六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器(PLC)系统、工件吸取单元、四工位供料单元、直线输送单元、工件凸焊单元、电气控制柜、操控台；
所述法拉克六自由度工业机器人系统，用来装备吸盘，对工件进行吸取、搬运的操作；
欧姆龙智能视觉检测系统，用于检测工件的特性，如位置、旋转角度、形状；
可编程控制器(PLC)系统，用来控制机器人、电机、气缸执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输。
工件吸取单元，用来准确的吸取工件；
四工位供料单元，用来为凸焊提供所需材料；
直线输送单位，用于输送无聊和工件；
工件凸焊单元，用于对工件进行凸焊焊接；
电气控制柜，用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器；
操控台，用于人为对系统各个部件进行控制操作。
2.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述法拉克六自由度工业机器人系统由机器人本体、控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成。
3.根据权利要求2所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述机器人本体由六自由度关节组成，活动范围半径大于1200mm，角度不小于180°。
4.根据权利要求2所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述示教单元包括液晶显示屏、使能按钮、急停按钮和操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑以及程序编辑。
5.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述欧姆龙智能视觉检测系统采用欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，包括由视觉控制器、视觉相机及监视显示器；
通过I/O 电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。
6.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述可编程控制器(PLC)系统包括三菱FX3U可编程控制器、数字量扩展模块、模拟量输出模块、232串行通信模块和以太网通信模块。
7.根据权利要求2所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述以太网通信模块采用以太网路由器进行媒介传输，以太网路由器将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器组成一个以太网局域网，进行数据的相互传输，实现工业现场控制系统的高层次应用。
8.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述工件吸取单元，作为机器人系统的第七轴完成工作，包括吸盘、压力传感器、真空发生器和工装支架；
真空发生器安装机器人本体上，受机器人控制吸取工件，吸盘工装上装有真空吸盘和气动对接装置，真空吸盘的动作由机器人控制，可以快速准确的移动，以保证每次吸取工件的位置不变。
9.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述直线输送单元包含两套交流调速系统，包括变频器、三相交流电机、板链和对射传感器，安装在型材架子上，用于传输工件。
10.根据权利要求1所述的视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，其特征在于，所述电气控制柜，柜内外使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。

说明书全文

视觉系统在机器人 凸焊项目中的应用

技术领域

[0001] 本发明涉及机器人凸焊技术领域，具体地，涉及视觉系统在机器人凸焊项目中的应用。

背景技术

[0002] 视觉系统是制造业行业中的一项新的应用技术,由于具有诸多特点,已广泛应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻功、电器与电子、石油和冶金等工业部门。

[0003] 目前，对于现有的视觉系统在凸焊技术领域的应用还不够成熟，存在成本高、工作效率低的缺陷。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，以实现成本低、提高生产效率以及集成度高的优点。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，主要包括：法拉克六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器(PLC)系统、工件吸取单元、四工位供料单元、直线输送单元、工件凸焊单元、电气控制柜、操控台；

[0006] 所述法拉克六自由度工业机器人系统，用来装备吸盘，对工件进行吸取、搬运的操作；

[0007] 欧姆龙智能视觉检测系统，用于检测工件的特性，如位置、旋转角度、形状；

[0008] 可编程控制器(PLC)系统，用来控制机器人、电机、气缸执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输。

[0009] 工件吸取单元，用来准确的吸取工件；

[0010] 四工位供料单元，用来为凸焊提供所需材料；

[0011] 直线输送单位，用于输送无聊和工件；

[0012] 工件凸焊单元，用于对工件进行凸焊焊接；

[0013] 电气控制柜，用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器；

[0014] 操控台，用于人为对系统各个部件进行控制操作。

[0015] 进一步地，所述法拉克六自由度工业机器人系统由机器人本体、控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成。

[0016] 进一步地，所述机器人本体由六自由度关节组成，活动范围半径大于1200mm，角度不小于180°。

[0017] 进一步地，所述示教单元包括液晶显示屏、使能按钮、急停按钮和操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑以及程序编辑。

[0018] 进一步地，所述欧姆龙智能视觉检测系统采用欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，包括由视觉控制器、视觉相机及监视显示器；

[0019] 通过I/O 电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。

[0020] 进一步地，所述可编程控制器(PLC)系统包括三菱FX3U可编程控制器、数字量扩展模块、模拟量输出模块、232串行通信模块和以太网通信模块；

[0021] 进一步地，所述以太网通信模块采用以太网路由器进行媒介传输，以太网路由器将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器组成一个以太网局域网，进行数据的相互传输，实现工业现场控制系统的高层次应用。

[0022] 进一步地，所述工件吸取单元，作为机器人系统的第七轴完成工作，包括吸盘、压力传感器、真空发生器和工装支架；

[0023] 真空发生器安装机器人本体上，受机器人控制吸取工件，吸盘工装上装有真空吸盘和气动对接装置，真空吸盘的动作由机器人控制，可以快速准确的移动，以保证每次吸取工件的位置不变。

[0024] 进一步地，所述直线输送单元包含两套交流调速系统，包括变频器、三相交流电机、板链和对射传感器，安装在型材架子上，用于传输工件。

[0025] 进一步地，所述电气控制柜，柜内外使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。

[0026] 本发明的有益效果：

[0027] (1)提高生产效率，使公司资源的综合利用做到最大化，降低工位间的运输成本和人工成本，节约工厂的空间布局；

[0028] (2)此种柔性生产系统的方案非常满足公司大批量及零部件多样化的生产模式；

[0029] (3)能够根据特殊的焊接模式来调整焊接，提高焊接的精度和质量。

[0030] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

[0031] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

[0032] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

[0033] 图1为本发明所述视觉系统在机器人凸焊项目中的应用的整体结构示意图；

[0034] 图2为本发明所述视觉系统在机器人凸焊项目中的应用的机器人连接吸盘抓手结构示意图；

[0035] 图3为本发明所述视觉系统在机器人凸焊项目中的应用的视觉安装结构示意图。

[0036] 结合附图1，本发明实施例中附图标记如下：

[0037] 1-冷水机；2-螺母输送机；3-螺母凸焊机；4-机器人；5-PLC控制箱；6-视觉光源检测区；7-上料输送带；8-下料输送带。

[0038] 结合附图2，本发明实施例中附图标记如下：

[0039] 9-机器人连接块；10-吸盘气缸；

[0040] 结合附图3，本发明实施例中附图标记如下：

[0041] 11-遮光罩；12-安装支架。

具体实施方式

[0042] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0043] 如图1所示，其中本发明装置包括冷水机1、螺母输送机2、螺母凸焊机3、机器人4、PLC控制箱5、视觉光源检测区6、上料输送带7以及下料输送带8。

[0044] 如图2所示，为本发明视觉系统在机器人凸焊项目中的应用的机器人连接吸盘抓手结构中，机器人连接块9通过轴与吸盘气缸10相连接；

[0045] 如图3所示，本发明所述视觉系统在机器人凸焊项目中的欧姆龙智能视觉检测系统安装在安装支架12上，其上面设有遮光罩11。

[0046] 视觉系统在机器人凸焊项目中的应用，主要包括：法拉克六自由度工业机器人系统、欧姆龙智能视觉检测系统、可编程控制器(PLC)系统、工件吸取单元、四工位供料单元、直线输送单元、工件凸焊单元、电气控制柜、操控台；

[0047] 法拉克六自由度工业机器人系统，用来装备吸盘，对工件进行吸取、搬运的操作；

[0048] 欧姆龙智能视觉检测系统，用于检测工件的特性，如位置、旋转角度、形状；

[0049] 可编程控制器(PLC)系统，用来控制机器人、电机、气缸执行机构动作，处理各单元检测信号，管理工作流程、数据传输。

[0050] 工件吸取单元，用来准确的吸取工件；

[0051] 四工位供料单元，用来为凸焊提供所需材料；

[0052] 直线输送单位，用于输送无聊和工件；

[0053] 工件凸焊单元，用于对工件进行凸焊焊接；

[0054] 电气控制柜，用于安装机器人控制器、PLC、变频器及调速控制器；

[0055] 操控台，用于人为对系统各个部件进行控制操作。

[0056] 法拉克六自由度工业机器人系统由机器人本体、控制器、示教单元、输入输出信号转换器和抓取机构组成。

[0057] 机器人本体由六自由度关节组成，活动范围半径大于1200mm，角度不小于180°。

[0058] 示教单元包括液晶显示屏、使能按钮、急停按钮和操作键盘，用于参数设置、手动示教、位置编辑以及程序编辑。

[0059] 欧姆龙智能视觉检测系统采用欧姆龙FZ4-350智能视觉系统，包括由视觉控制器、视觉相机及监视显示器；

[0060] 通过I/O电缆连接到PLC或机器人控制器，也支持串行总线和以太网总线连接到PLC或机器人控制器，对检测结果和检测数据进行传输。

[0061] 可编程控制器(PLC)系统包括三菱FX3U可编程控制器、数字量扩展模块、模拟量输出模块、232串行通信模块和以太网通信模块；

[0062] 以太网通信模块采用以太网路由器进行媒介传输，以太网路由器将PLC、机器人控制器、智能视觉控制器组成一个以太网局域网，进行数据的相互传输，实现工业现场控制系统的高层次应用。

[0063] 工件吸取单元，作为机器人系统的第七轴完成工作，包括吸盘、压力传感器、真空发生器和工装支架；

[0064] 真空发生器安装机器人本体上，受机器人控制吸取工件，吸盘工装上装有真空吸盘和气动对接装置，真空吸盘的动作由机器人控制，可以快速准确的移动，以保证每次吸取工件的位置不变。

[0065] 直线输送单元包含两套交流调速系统，包括变频器、三相交流电机、板链和对射传感器，安装在型材架子上，用于传输工件。

[0066] 电气控制柜，柜内外使用航空插头，强弱电分离，连接安全可靠。

[0067] 至少可以达到以下有益效果：

[0068] (1)提高生产效率，使公司资源的综合利用做到最大化，降低工位间的运输成本和人工成本，节约工厂的空间布局；

[0069] (2)此种柔性生产系统的方案非常满足公司大批量及零部件多样化的生产模式；

[0070] (3)能够根据特殊的焊接模式来调整焊接，提高焊接的精度和质量。

[0071] 最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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