一种用于接线焊接的机器人及其焊接方法

1.一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，包括导线架、电控立架、滑台、图像采集装置、第一机械手以及第二机械手；其中第一机械手以及第二机械手，分别通过滑动结构与滑台连接，滑台通过滑动结构与电控立架连接，滑动结构为滚珠丝杠结构；图像采集装置设置于第一机械手或第二机械手上；导线架固定设置于需要焊接的信号柜上，电控立架包括箱体、运动板以及控制模块，控制模块用于控制第一机械手、第二机械手以及滑台的动作，控制模块还与图像采集装置连接，处理识别图像采集装置采集的图像，运动板用于连接滑台；运动板上设置有竖向滚珠丝杠结构，滑台包括运动框以及横向滚珠丝杠结构；横向滚珠丝杠结构设置于运动框上；运动框与运动板上设置的滑轨上的滑块连接；横向滚珠丝杠结构与第一机械手或第二机械手连接，第一机械手包括第一横移座、第一旋转块以及第一夹取装置；第一旋转块铰接设置于第一横移座上，第一旋转块能够围绕铰接部位转动；第一旋转块和第一横移座的铰接部位设置有转动电机，第二机械手包括第二横移座、第二旋转块以及第二夹取装置；第二旋转块设置于第二横移座上；第二夹取装置设置于第二旋转块；第二横移座以及第二旋转块铰接，第二旋转块和第二横移座的铰接部位设置有转动电机。 2.根据权利要求1所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述电控立架包括箱体、运动板以及控制模块；其中控制模块设置于箱体内部；运动板设置于箱体的其中一个侧面，运动板竖立设置；控制模块采用可编程单片机。 3.根据权利要求2所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述竖向滚珠丝杠结构包括竖向电机、竖向丝杠以及竖向滚珠螺母；竖向丝杠设置于Y方向上；竖向丝杠的两端分别与运动板通过轴承连接；竖向丝杠的其中一端还设置有竖向电机；竖向滚珠螺母通过滚珠设置于竖向丝杠上；竖向滚珠螺母还与滑台连接。 4.根据权利要求3所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述横向滚珠丝杠结构包括横向电机、横向丝杠以及横向滚珠螺母；横向丝杠位于Z方向上；横向丝杠还通过轴承与运动框连接；横向电机设置于运动框上。 5.根据权利要求4所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述第一夹取装置包括第一支撑框、第二支撑框、焊接装置、导线牵引结构以及第一夹持结构；第二支撑框通过丝杠结构一滑动设置于第一支撑框上；焊接装置滑动设置于第二支撑框的上侧板；剪切夹持结构第一夹持结构滑动设置于第二支撑框的下侧板；导线牵引结构设置于第二支撑框上；第一支撑框设置于第一旋转块的安装部一的镂空部位内；焊接装置包括丝杠结构二、焊丝牵引装置；丝杠结构二设置于焊丝牵引装置与第二支撑框的上侧板之间，丝杠结构二用于控制焊丝牵引装置和第二支撑框之间的相对位移；焊丝牵引装置包括基板、焊接头、导引管、导引电机、导引轮以及焊丝轮；基板的底部与丝杠结构二的滚珠螺母连接；导引管、导引电机、导引轮以及焊丝轮均设置于基板上；焊接头设置于基板的侧面；其中导引管、导引电机、导引轮用于牵引焊丝；焊丝轮用于存储焊丝；焊接头用于焊丝的焊接；导线牵引结构设置于第一支撑框上，其中导线牵引结构包括限位头和连接底座，限位头和连接底座一体制成，连接底座设置于限位头和第一支撑框之间；限位头用于限制导线的运动空间；第一夹持结构包括第一连接板、丝杠结构三、气动手指一以及导线夹一；丝杠结构三设置于第二支撑框的下侧板上；气动手指一设置于第一连接板的一端，第一连接板的另一端与丝杠结构三的滚珠螺母连接，丝杠结构三的滚珠螺母还通过滑块设置于下侧板的滑轨上，丝杠结构三用于控制第一连接板和第二支撑框之间的相对移动；导线夹一设置于气动手指一的夹爪上。 6.根据权利要求5所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述第二夹取装置包括第三支撑框、第四支撑框、第一剪切夹持结构、第二剪切夹持结构以及第二夹持结构；第四支撑框滑动设置于第三支撑框，第四支撑框的底板设置于第三支撑框上的丝杠结构四的滚珠螺母上；第一剪切夹持结构设置于第四支撑框的上侧板；第二剪切夹持结构设置于第四支撑框的上侧板和下侧板的相互靠近的一端；第二夹持结构设置于第四支撑框的下侧板；第一剪切夹持结构包括第二连接板、丝杠结构五、气动手指二、抬升气缸一、抬升气缸二以及导线夹二；丝杠结构五设置于第四支撑框的上侧板上；气动手指二设置于第二连接板的一端，第二连接板的另一端与丝杠结构五的滚珠螺母连接，丝杠结构五的滚珠螺母还通过滑块设置于滑轨上，该滑轨与丝杠结构五的电机固定连接；导线夹二设置于气动手指二上；抬升气缸一设置于第四支撑框的上侧板和丝杠结构五的电机之间；抬升气缸二设置于第四支撑框的上侧板和第二连接板之间；第二剪切夹持结构包括气动手指三以及导线夹三，其中气动手指三设置于第四支撑框的上侧板和下侧板相互靠近的一端的固定座上；导线夹三设置于气动手指三上；第二夹持结构包括第三连接板、丝杠结构六、气动手指四以及导线夹四，其中丝杠结构六设置于第四支撑框的下侧板上；气动手指四设置于第三连接板的一端，第二连接板的另一端与丝杠结构六的滚珠螺母连接，丝杠结构六的滚珠螺母还通过滑块设置于第四支撑框的下侧板的滑轨上；导线夹四设置于气动手指四的夹爪上。 7.根据权利要求6所述的一种用于接线焊接的机器人，其特征在于，所述第一机械手和第二机械手分别通过两个滑台设置于电控立架上，其中第一机械手的滑台位于第二机械手的上方；导线架用于设置需要焊接的导线；导线架上设置有导线挂钩或通信校验装置；通信校验装置用于校验导线的导通情况；还包括套管装置，套管装置通过滑台设置于电控立架；套管装置包括第三横移座、第三旋转块、丝杠结构七、套管平台以及套管设备；第三横移座以及第三旋转块铰接，第三旋转块和第三横移座的铰接部位设置有转动电机；第三横移座与滑台的滑块连接；丝杠结构七设置于第三旋转块上；套管设备设置于套管平台上；套管平台设置于丝杠结构七的滚珠螺母上。 8.一种接线焊接机器人的焊接方法，其特征在于，该方法利用权利要求7所述的用于接线焊接的机器人进行焊接，包括如下步骤：步骤1：控制模块控制调节第一机械手对应的横向滚珠丝杠结构和竖向滚珠丝杠结构以及第一横移座和第一旋转块之间的转动角度；将第一机械手运动至夹取导线的设定位置；步骤2：启动丝杠结构三的电机，使第一夹持结构运动至导线架的设定位置；步骤3：启动气动手指一，控制导线夹一夹取导线；步骤4：图像采集装置采集图像，并传输至电控立架的控制模块；控制模块根据训练完成的图像识别模型，判断是否已夹取导线；若未夹取导线，则返回步骤1；若已夹取导线，则进入步骤5；步骤5：通过控制模块控制电机，调节第二机械手相对第一机械手的位置，使第二机械手的第二夹持结构位于第一机械手的第一夹持结构正下方；步骤6：控制气动手指四的夹紧气压和其夹爪的张角，使导线夹四以设定的压力和张角夹住导线；步骤7：控制第二机械手对应的滑台向下运动设定距离；步骤8：控制气动手指二以及气动手指三张开；步骤9：启动丝杠结构四的电机以及丝杠结构六的电机；其中导线夹四向丝杠结构六的电机方向收缩，同时第二夹取装置整体向远离丝杠结构四的电机方向伸出；使导线夹三、导线夹四以及导线夹一处于同于竖直直线上；步骤10：启动丝杠结构五的电机，使导线夹一～四，均处于同一竖直直线上；并且导线夹二和导线夹三之间间隔设定距离；步骤11：闭合气动手指二，通过导线夹二将导线剪断；步骤12：打开气动手指二，启动抬升气缸一，导线夹二下沉设定距离X，使导线夹二靠近导线夹三；步骤13：闭合气动手指二，通过导线夹二上的腰形孔结构，剪破导线外层的绝缘皮；步骤14：启动抬升气缸二，将导线夹向上抬升设定距离X’，形成裸露的导线部分，完成剥线工作；步骤15：控制第一机械手，使焊接装置对裸露的导线部分进行涮锡处理；步骤16：打开气动手指二，控制抬升气缸二下沉；随后闭合气动手指二，通过导线夹二剪断导线，保留裸露的涮锡部分的导线；步骤17：打开气动手指一，使导线夹一松开被剪断的导线；步骤18：启动线号机，产生编码管；步骤19：移动第一机械手，使气动手指一上的导线夹一夹住编码管；线号机剪断编码管；步骤20：移动第一机械手，使导线夹一位于导线夹二的正上方；控制第一机械手下移，将导线夹一上夹持的编码管套入导线；打开气动手指一，使导线夹一松开编码管；步骤21：打开气动手指二和气动手指三；并启动丝杠结构四的电机使导线夹四向远离丝杠结构六的电机方向伸出，同时启动丝杠结构二的电机，使第二夹取装置整体向丝杠结构四的电机方向收缩；使导线夹四与导线夹一处于同于竖直直线上，同时导线夹二和导线夹三向内收缩；步骤22：向上移动第二机械手，使导线送入导线夹一以及导线牵引结构之间；闭合气动手指一，使导线夹一夹住导线；步骤23：控制丝杠结构三的电机，使导线夹一向靠近丝杠结构三的电机的方向收缩设定距离，形成导线夹一和导线牵引结构的限位头错位状态，其中限位头相对导线夹一伸出；步骤24：控制第一机械手运动，导线牵引结构位于对应的焊接孔部位；步骤25：控制丝杠结构三的电机，使导线夹一向远离丝杠结构三的电机的方向伸出设定距离；使导线穿入焊接孔部位；步骤26：控制焊接装置完成焊接，结束步骤。 9.根据权利要求8所述的一种接线焊接机器人的焊接方法，其特征在于，所述步骤5中第二机械手的第二夹持结构位于第一机械手的第一夹持结构正下方时，第二机械手的第一剪切夹持结构和第二剪切夹持结构保持打开状态，或者通过丝杠结构六将导线夹四伸出。 10.根据权利要求8述的一种接线焊接机器人的焊接方法，其特征在于，所述步骤14中抬升的设定距离X’小于步骤12中下沉的设定距离X。