机器人焊接监控系统.pdf

机器人焊接监控系统，由监控系统、焊接系统、安防系统和控制系统构成，四者之间相互实现电连接，其中：内部监控摄像头10用于观察焊接房内设备的工作状态。焊接监控摄像头11能够观察焊接头7的工作环境和清熔池状况。夹具定位识别摄像头12能够达到识别功能，通过工件的位置变化来判断工件是否安装到位。本发明将焊接、监控、控制、安防四个系统集合起来，构成了机器人激光焊接监控系统。四个系统能有机的结合成为一个整体，形成了一个没有任何死角的监控网，对焊接安全房内的情况实时监控，不仅提高整个工作站的焊接效率和焊接效果，同时在示教和调试的过程中人员不直接接触激光，避免了激光的伤害。

权利要求书
1.  机器人焊接监控系统，其特征在于：由监控系统、焊接系统、安防系统和控制系统构成，四者之间相互实现电连接，其中：
安防系统包括安全焊接房(1)、安全门(2)、工作站底座(3)、警示灯(4)构成；安全焊接房(1)、安全门(2)、工作站底座(3)三者构成密闭作业空间；监控系统、焊接系统布置在安全焊接房(1)内，控制系统布置在安全焊接房(1)外围；安全门(2)和警示灯(4)分别布置在安全焊接房(1)的侧壁上，工作站底座(3)布置在安全焊接房(1)的底端；
焊接系统由机器人(5)、走线系统(6)、焊接头(7)、夹具平台(8)、夹具(9)构成，机器人(5)通过走线系统(6)连接焊接头(7)，夹具(9)布置在机器人(5)和夹具平台(8)之间，夹具平台(8)固定在工作站底座(3)上表面；
监控系统由内部监控摄像头(10)、焊接监控摄像头(11)、夹具定位识别摄像头(12)构成；
控制系统由PLC控制柜(13)、机器人控制柜(14)、操作盒(15)、水气单元(16)、触摸控制屏(17)、监视器(18)；控制系统所有机构相互之间实现电连接，且均布置在安全焊接房(1)外围。

2.  按照权利要求1所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的监视器(18)电连接于监控系统；PLC控制柜(13)、机器人控制柜(14)、操作盒(15)、水气单元(16)分别电连接于机器人(5)和安全门(2)；PLC控制柜(13)电连接于警示灯(4)。

3.  按照权利要求1所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的内部监控摄像头(10)、焊接监控摄像头(11)、夹具定位识别摄像头(12)均为高清摄像头。

4.  按照权利要求1或3所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的内部监控摄像头(10)安装在安全焊接房(1)的内侧壁上方或者顶端。

5.  按照权利要求1或3所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的焊接监控摄像头(11)安装在焊接头(7)的外围。

6.  按照权利要求1或3所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的夹具定位识别摄像头(12)固定在夹具(9)上方、安全焊接房(1)的内侧壁上部。

7.  按照权利要求1或2所述的机器人焊接监控系统，其特征在于：所述的监视器(18)布置在安全焊接房(1)的外侧壁上。

说明书机器人焊接监控系统
技术领域
本发明涉及机器人焊接技术领域，特别提供了一种机器人焊接监控系 统。
背景技术
随着我国工业迅猛发展，焊接机器人应该广泛应用到了机械、汽车、 船舶、航天制造等诸多领域。焊接机器人的应用主要是为了适应更高标准 的焊接要求，满足更严格的指标，提供更精准的焊接技术解决方案。所以 在日常的焊接机器人应用方面，必须提供一套完善的监控系统，对焊接过 程实时监控，发现出现问题，立即停止操作，保证焊接品质的同时，有效 规避因为一场操作造成的安全事故发生。
目前国内的激光焊接领域大多是处在密封的环境里，装件到位主要靠 人工确认。因此在这种环境下，不能很直观的观察安全房内的工作环境， 会有以下不足：
1、不能直接观察到焊接头的工作情况，只能带工件焊接完毕后，对 焊缝进行检测；
2、在焊接过程当中，无法观察到安全房内部设备的工作状态；
3、确认工件是否安装到位完全依靠人工确定，由于偶然操作误差， 会产生到位不准确的情况，无法保证每次工件都能准确的安装到位，无法 保证焊接质量，甚至产生报废件；
4、机器人的工作路径达不到最佳状态；
5、焊接头的工作环境达不到最佳状态。
因此本技术领域急需一种能够解决上述问题的新技术出现。
发明内容
本发明提供一种机器人焊接技术，特别提供了一种机器人焊接监控系 统。
机器人焊接监控系统，由监控系统、焊接系统、安防系统和控制系统 构成，四者之间相互实现电连接，其中：
安防系统包括安全焊接房1、安全门2、工作站底座3、警示灯4构 成；安全焊接房1、安全门2、工作站底座3三者构成密闭作业空间；监 控系统、焊接系统布置在安全焊接房1内，控制系统布置在安全焊接房1 外围；安全门2和警示灯4分别布置在安全焊接房1的侧壁上，工作站底 座3布置在安全焊接房1的底端。
焊接系统由机器人5、走线系统6、焊接头7、夹具平台8、夹具9 构成，机器人5通过走线系统6连接焊接头7，夹具9布置在机器人5和 夹具平台8之间，夹具平台8固定在工作站底座3上表面。
监控系统由内部监控摄像头10、焊接监控摄像头11、夹具定位识别 摄像头12构成，前述摄像头均为高清摄像头。并且内部监控摄像头10 安装在安全焊接房1的内侧壁上方或者顶端。焊接监控摄像头11安装在 焊接头7的外围。夹具定位识别摄像头12固定在夹具9上方、安全焊接 房1的内侧壁上部。
内部监控摄像头10设置在安全焊接房1合适的位置上，一般设置在 安全焊接房1内靠近机器人5一侧的侧壁顶端角落。该摄像头用于观察焊 接房内设备的工作状态。
焊接监控摄像头11安装在激光焊接头7的顶部。该摄像头是高新技 术产品，不但能够观察焊接头7的工作环境，还能实时监控清熔池状况。
夹具定位识别摄像头12固定在工装夹具的上方。该摄像头通过智能 识别来检测工件是否安装到位。该摄像头与控制系统结合使用，能够达到 识别功能，通过工件的位置变化来判断工件是否安装到位。
这三个摄像头所形成的图像均显示在监视器上，显示器通过软件控制 可以很清楚的观察到各个设备的工作状态。
控制系统由PLC控制柜13、机器人控制柜14、操作盒15、水气单元 16、触摸控制屏17、监视器18；控制系统所有机构相互之间实现电连接， 且均布置在安全焊接房1外围。
监视器18电连接于监控系统；PLC控制柜13、机器人控制柜14、操 作盒15、水气单元16分别电连接于机器人5和安全门2；PLC控制柜13 电连接于警示灯4。
所述的监视器18布置在安全焊接房1的外侧壁上。
本发明将焊接、监控、控制、安防四个系统集合起来，构成了机器人 激光焊接监控系统。四个系统能有机的结合成为一个整体，形成了一个没 有任何死角的监控网，对焊接安全房内的情况实时监控，不仅提高整个工 作站的焊接效率和焊接效果，同时在示教和调试的过程中人员不直接接触 激光，避免了激光的伤害。
本发明具有以下特点：
1、能够实时监控安全焊接房内的工作情况。避免激光对人体带来的 不必要的伤害。特别是在焊接试教过程及系统优化过程当中，能够直观观 察安全焊接房内部工作情况，时刻了解安全焊接房内的设备工作状态，随 时对内部布局和工作节拍进行优化。
2、能够实时观察焊接头的工作环境和监控清熔池状况。看清了焊接 头的工作过程，有利于分析焊接缺陷的原因，这样可以改善激光头的工作 环境来保护工作环境；
3、智能识别检测工件是否安装到位。确保了工件能够准确的安装到 位；省去了人工确认环节。
4、通过智能操控，使用PLC、触摸控制屏等智能化操作系统，用最 少的人工操作完成工程控制。
5、控制系统均布置在安全焊接房外，避免操作人员进入安全房内进 行操控，减少操作人员与设备接触的机会，避免出现不必要的人员伤害。
附图说明
图1为机器人焊接监控系统整体示意图；
图2为机器人焊接监控系统后视示意图；
图3为摄像头监视区域分布示意图。
实施方式
附图中各个附图标记的含义说明如下：
1安全焊接房、2安全门、3工作站底座、4警示灯、5机器人、6走 线系统、7焊接头、8夹具平台、9夹具、10内部监控摄像头、11焊接监 控摄像头、12夹具定位识别摄像头、13PLC控制柜、14机器人控制柜、 15操作盒、16水气单元、17触摸控制屏、18监视器；
19焊接监控摄像头覆盖区域(可移动)、20夹具定位识别摄像头覆盖 区域、21内部监控摄像头覆盖区域。
实施例1
本实施例提供一种机器人焊接技术，特别提供了一种机器人焊接监控 系统。
机器人焊接监控系统，由监控系统、焊接系统、安防系统和控制系统 构成，四者之间相互实现电连接，其中：
安防系统包括安全焊接房1、安全门2、工作站底座3、警示灯4构 成；安全焊接房1、安全门2、工作站底座3三者构成密闭作业空间；监 控系统、焊接系统布置在安全焊接房1内，控制系统布置在安全焊接房1 外围；安全门2和警示灯4分别布置在安全焊接房1的侧壁上，工作站底 座3布置在安全焊接房1的底端。
焊接系统由机器人5、走线系统6、焊接头7、夹具平台8、夹具9 构成，机器人5通过走线系统6连接焊接头7，夹具9布置在机器人5和 夹具平台8之间，夹具平台8固定在工作站底座3上表面。
监控系统由内部监控摄像头10、焊接监控摄像头11、夹具定位识别 摄像头12构成，前述摄像头均为高清摄像头。并且内部监控摄像头10 安装在安全焊接房1的内侧壁上方或者顶端。焊接监控摄像头11安装在 焊接头7的外围。夹具定位识别摄像头12固定在夹具9上方、安全焊接 房1的内侧壁上部。
内部监控摄像头10设置在安全焊接房1合适的位置上，一般设置在 安全焊接房1内靠近机器人5一侧的侧壁顶端角落。该摄像头用于观察焊 接房内设备的工作状态。
焊接监控摄像头11安装在激光焊接头7的顶部。该摄像头是高新技 术产品，不但能够观察焊接头7的工作环境，还能实时监控清熔池状况。
夹具定位识别摄像头12固定在工装夹具的上方。该摄像头通过智能 识别来检测工件是否安装到位。该摄像头与控制系统结合使用，能够达到 识别功能，通过工件的位置变化来判断工件是否安装到位。
这三个摄像头所形成的图像均显示在监视器上，显示器通过软件控制 可以很清楚的观察到各个设备的工作状态。
控制系统由PLC控制柜13、机器人控制柜14、操作盒15、水气单元 16、触摸控制屏17、监视器18；控制系统所有机构相互之间实现电连接， 且均布置在安全焊接房1外围。
监视器18电连接于监控系统；PLC控制柜13、机器人控制柜14、操 作盒15、水气单元16分别电连接于机器人5和安全门2；PLC控制柜13 电连接于警示灯4。
所述的监视器18布置在安全焊接房1的外侧壁上。
本实施例将焊接、监控、控制、安防四个系统集合起来，构成了机器 人激光焊接监控系统。四个系统能有机的结合成为一个整体，形成了一个 没有任何死角的监控网，对焊接安全房内的情况实时监控，不仅提高整个 工作站的焊接效率和焊接效果，同时在示教和调试的过程中人员不直接接 触激光，避免了激光的伤害。
本实施例具有以下特点：
1、能够实时监控安全焊接房内的工作情况。避免激光对人体带来的 不必要的伤害。特别是在焊接试教过程及系统优化过程当中，能够直观观 察安全焊接房内部工作情况，时刻了解安全焊接房内的设备工作状态，随 时对内部布局和工作节拍进行优化。
2、能够实时观察焊接头的工作环境和监控清熔池状况。看清了焊接 头的工作过程，有利于分析焊接缺陷的原因，这样可以改善激光头的工作 环境来保护工作环境；
3、智能识别检测工件是否安装到位。确保了工件能够准确的安装到 位；省去了人工确认环节。
4、通过智能操控，使用PLC、触摸控制屏等智能化操作系统，用最 少的人工操作完成工程控制。
5、控制系统均布置在安全焊接房外，避免操作人员进入安全房内进 行操控，减少操作人员与设备接触的机会，避免出现不必要的人员伤害。
实施例2
本实施例除使用普通开关门替代安全门外，其余结构、功能和预期技 术效果与实施例1相同。
实施例3
本实施例除不使用夹具定位识别摄像头12外，其余结构和功能、预 期技术效果与实施例1相同。本实施例不具备智能识别检测工件是否安装 到位的功能，需要人工进行确认。
实施例4
本实施例除不设置焊接监控摄像头11外，其余结构和功能、预期技 术效果与实施例1相同。本实施例不具备实时观察焊接头的工作环境和监 控清熔池状况的技术效果。
实施例5
本实施例除不设置内部监控摄像头10外，其余结构和功能、预期技 术效果与实施例1相同。本实施例不具备实时观察安全焊接房内各设备运 行情况的功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此 项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明 的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在 本发明的保护范围之内。