有效
一种信号传输线的自动焊接设备以及设备的使用方法
毕江海、王继军、秦俊飞、王振文、郑军、陈浙泊、董建林、王蒙、潘凌锋、陈龙威、李慧忠、简浩、曹英德、邵园园
中国铁建电气化局集团有限公司
毕
毕江海 专利 55
中国铁建电气化局集团有限公司运动测距空间测量导航测量与测试
王
王继军 专利 139
中国铁建电气化局集团有限公司运动测距测量与测试物理仪器
秦
秦俊飞
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王
王振文 专利 117
中国铁建电气化局集团北方工程有限公司分离混合运动测距车辆集电线路
郑
郑军 专利 157
浙江大学台州研究院运动测距光学计量几何尺寸测量
陈
陈浙泊 专利 186
浙江大学频率测量光学计量几何尺寸测量
董
董建林 专利 149
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王
王蒙 专利 181
浙江大学台州研究院供电配电储能发电变电配电商务信息处理
潘
潘凌锋 专利 138
浙江大学台州研究院频率测量光学计量几何尺寸测量
陈
陈龙威 专利 78
浙江大学台州研究院光学计量几何尺寸测量测量与测试
李
李慧忠 专利 20
中铁建电气化局集团第一工程有限公司连接器制造电连接器电性能及故障测
简
简浩 专利 32
中国铁建电气化局集团有限公司测量与测试运动测距物理仪器
曹
曹英德 专利 31
中国铁建电气化局集团有限公司运动测距连接器制造空间测量导航
邵
邵园园 专利 50
浙江大学台州研究院连接器制造分离混合运动测距
摘要
本发明公开了一种用于自动焊接设备的机械臂回零装置以及方法,包括机器臂回零模块,机械臂回零模块包括复位按钮和复位控制系统,复位控制系统与控制系统连接,控制系统通过机械臂回零模块控制机械臂遇急或应急停止后的机械臂回零,复位控制系统存储各路点与回避点之间的移动路径信息,自动焊接设备包括取线臂和焊接臂,取线臂和焊接臂组成机械臂,本发明通过机械臂回零模块控制机械臂的自动回零,减少了中间环节和时间,提高机械臂的回零效率。
1.一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:该方法基于自动焊接设备,自动焊接设备包括基座、焊接装置、取线装置、线预处理装置和控制系统,控制系统控制基座、焊接装置、取线装置、线预处理装置的运行,取线装置包括取线臂,焊接装置包括焊接臂,取线装置通过取线臂从接线柜取待处理的信号传输线到线预处理装置进行预处理,取线装置通过取线臂将经预处理后的信号传输线到焊接装置,焊接装置通过焊接臂将经预处理后的信号传输线移动至接线柜的焊接端子并焊接,所述基座通过AGV驱动,基座通过AGV运行至待机位,任一线板固设有若干线板内孔,若干线板内孔沿横向或竖向分布,线板内孔内挂设有待处理的信号传输线,焊接端子位于焊板上,还包括定位系统,定位系统包括定位测距传感器、定位相机、基准线板和基准焊板,具体包括以下步骤:步骤B1:自动焊接设备预处理;步骤B2:自动焊接设备启动准备;步骤B3:焊线数列判断;步骤B4:控制系统控制AGV运行至当前焊线数列对应的目的站;步骤B5:启动自动焊接设备,控制系统初始化后确认设备通信正常,启动焊接臂,启动取线臂;步骤B6:线板数列判断;步骤B7:焊接装置、取线装置和线预处理装置运行至线板数列中某一线板的取焊线待执行位置;步骤B6至步骤B7中还包括对取线点以及焊接点坐标进行定位的方法,具体包括以下步骤:步骤C1取线点坐标定位;步骤C2焊接点坐标定位;步骤C3机械臂复位;机械臂包括焊接臂以及取线臂,焊接臂以及取线臂通过机器臂回零模块复位;步骤C1对取线点坐标进行定位的步骤如下:步骤C1.1线板粗定位;步骤C1.1.1基准线板的基准设定;基准线板的左右方向设置为X方向,且X向左的方向设置为正方向,基准线板的上下方向设置为Y方向,Y向上的方向设置为正方向,基准线板的里外方向设置为Z方向,且Z向里的方向设置为正方向,取线装置沿Y的正方向逐排取线,任意一列取完线后沿X的正方向移动至相邻一列进行取线;基准线板上的基准取线点设为A 0PMN ,0P指基准线板,M指列数,N指排数,A 0PMN 指基准线板上第M列N排的基准取线点,其中1≤M≤3,1≤N≤18,相邻基准取线点A 0PMN 的纵向间距设为L YAA ,横向间距设为L XAA ,基准线板的每列纵向设有18组基准取线点,即共有18排,共3列;焊接臂在拍摄线板基准位置得到的基准线板上定位标志点设定为基准定位用点B 0p ,0P指基准线板,定位测距传感器检测的B 0p 的Z方向坐标设定为0,基准取线点A 0P11 的坐标设置为[0,0,0],B 0p 作为基准定位用点坐标已知,得到L AB 、L XAB 、L YAB 以及θ AB ,L AB 指B 0p 与A 0P11 的直线距离,L XAB 指B 0p 相对于A 0P11 X方向的距离,L YAB 指B 0p 相对于A 0P11 Y方向的距离,θ AB 指B 0p 相对于A 0P11 X方向的角度偏移值;基准线板上的基准粗定位测距定点设为D 0P ;D 0P 的位置设置在基准线板中心或非中心位置,D 0P 与B 0p 的距离已知,得到L XDB 、L YDB 、L DB 以及θ DB ,L XDB 指D 0P 相对于B 0p X方向的距离,L YDB 指D 0P 相对于B 0p Y方向的距离,L DB 指D 0P 相对于B 0p 的直线距离,θ DB 指D 0P 相对于B 0p X方向的角度偏移值;步骤C1.1.2线板设定;线板上的取线点设为A 1PMN ,1P指线板,M指列数,N指排数,A 1PMN 指线板上第M列N排的取线点,其中1≤M≤3,1≤N≤18,线板的每列纵向设有18组取线点,即共有18排,共3列;线板上定位用点设置为B 1P ,粗定位测距定点设为D 1P ,A 0PMN 与A 1PMN 、D 0P 和D 1P 、B 0P 和B 1P 数量和位置一一对应;相邻取线点的纵向间距以及横向间距与L YAA 和L XAA 相同;步骤C1.1.3定位相机反馈线板的偏移量;控制系统控制焊线臂移动至拍摄线板基准位置,定位相机将定位用点B 1P 相对于基准定位用点B 0p 的偏移量即线板相对基准线板的偏移量X 1P0 、Y 1P0 以及θ 1P0 反馈至控制系统;偏移量X 1P0 指B 1P 相对于B 0P 的X方向偏移量,Y 1P0 指B 1P 相对于B 0P 的Y方向偏移量,θ 1P0 指线板相对于基准线板的旋转偏移量;步骤C1.2线板测距;步骤C1.2.1设定线板粗定位测距位置;步骤C1.1.3反馈的线板偏移量[X 1P0 、Y 1P0 、θ 1P0 ]得到线板上D 1P 相对基准线板上D 0P 间的偏移量X 1'P0 、Y 1'P0 ,X 1'P0 =X 1P0 +L DB ×cos(θ DB +θ 1P0 )-L XDB ;Y 1'P0 =Y 1P0 +L DB ×sin(θ DB +θ 1P0 )-L YDB ;控制系统控制定位测距传感器随线预处理平台根据偏移量[X 1'P0 、Y 1'P0 ]移动,得到线板粗定位测距位置;步骤C1.2.2定位测距传感器测距;定位测距传感器位于线板粗定位测距位置对D 1P 进行测距,得到D 1P 相对D 0P 在Z方向的偏移量Z 1P0 并反馈给控制系统;步骤C1.2.3设定定位相机实际拍摄线板位置;定位测距传感器复位,控制系统控制焊接装置的焊接臂带动定位相机根据偏移量Z 1P0 沿Z方向移动,得到定位相机的实际拍摄线板位置;步骤C1.3线板取线点精定位;步骤C1.3.1获取线板的偏移量;控制系统控制焊接装置的焊接臂带动定位相机至实际拍摄线板位置,定位相机在实际拍摄线板位置将线板相对基准线板的偏移量X 1P 、Y 1P 以及θ 1P 反馈至控制系统;步骤C1.3.2获取线板的Z方向偏移量;步骤C1.3.2.1基准线板的基准测距定点设定;基准线板上的基准测距定点设为C 0Pa ,0P指基准线板,a指基准测距定点的数量,a:1、2、3...n;基准线板设置有三组基准测距定点设为C 0Pa ,分别为C 0P1 、C 0P2 和C 0P3 ,C 0P1 位于A 0P11 的正下方,C 0P2 位于A 0P18 的正上方,C 0P3 位于A 0P31 的正下方,基准测距定点C 0Pa 与相邻的基准取线点A 0PMN 之间的间距设为L AC ;步骤C1.3.2.2线板的测距定点设定;线板上的测距定点设为C 1Pa ,1P指线板,a指测距定点的数量,a:1、2、3...n;线板设置有三组测距定点设为C 1Pa ,分别为C 1P1 、C 1P2 和C 1P3 ,C 1P1 位于A 1P11 的正下方,C 1P2 位于A 1P18 的正上方,C 1P3 位于A 1P31 的正下方,测距定点C 1Pa 与相邻的取线点A 1PMN 之间的间距与L AC ,C 0Pa 与C 1Pa 数量和位置一一对应;步骤C1.3.2.3定位测距传感器检测线板Z方向的偏移量;定位测距传感器检测基准线板上的基准测距定点C 0Pa 以及线板上的测距定点C 1Pa 的Z方向的偏移值Z Pa ,Z P1 指C 1P1 相对C 0P1 在Z方向的偏移值,Z P2 指C 1P2 相对C 0P2 在Z方向的偏移值,Z P3 指C 1P3 相对C 0P3 在Z方向的偏移值;步骤C1.3.2.4得出线板取线点A 1P11 的坐标[X 1P11 ,Y 1P11 ,Z 1P11 ];X 1P11 =X 1P -L XAB +L AB ×cos(θ AB +θ 1P );Y 1P11 =Y 1P -L YAB +L AB ×sin(θ AB +θ 1P );Z 1P11 =(Z P2 -Z P1 )/(17×L YAA +2×L AC )×L AC +Z P1 ;步骤C1.3.2.5得出线板第一列任意取线点A 1P1N 的坐标[X 1P1N ,Y 1P1N ,Z 1P1N ];X 1P1N =X 1P11 -(N-1)×L YAB ×sinθ 1P ;Y 1P1N =Y 1P11 +(N-1)×L YAB ×cosθ 1P ;Z 1P1N =(Z P2 -Z P1 )/(17×L YAA +2×L AC )×(L AC +(N-1)×L YAA )+Z P1 ;步骤C1.3.2.6得出线板任意取线点A 1PMN 的坐标[X 1PMN ,Y 1PMN ,Z 1PMN ];X 1PMN =X 1P11 +(M-1)×L XAA ×cosθ 1P -(N-1)×L YAA ×sinθ 1P ;Y 1PMN =Y 1P11 +(M-1)×L XAA ×sinθ 1P +(N-1)×L YAA ×cosθ 1P ;Z 1PMN =(Z P2 -Z P1 )/(17×L YAA +2×L AC )×(L AC +(N-1)×L YAA )+Z P3 -Z P1 )×(M-1)/2+Z P1 ;步骤B8:线板内孔数列判断;步骤B9:控制系统发送当前取线点坐标至取线臂;取线臂控制取线组件从该取线点取线,完成取线、拉线操作;步骤B10:取线臂控制取线组件将信号传输线运行线预处理机构进行剪线、剥线和扭线操作;步骤B11:取线臂控制取线组件将成线转移至焊接组件;焊接组件将成线移动至焊接点坐标,完成成线焊接操作;步骤B12:线板内孔数列累加,判断线板内孔数列是否执行完毕,若是,执行步骤B13,若否,执行步骤B8;步骤B13:线板数列累加,判断线板数列是否执行完毕,若是,执行步骤B14,若否,执行步骤B6;步骤B14:本目的站的线板数列执行完毕,取线臂、焊线臂关机,系统断电;步骤B15:判断焊接数列是否执行完毕,若是,执行步骤B16,若否,执行步骤B3;步骤B16:控制系统控制AGV运行至待机站,多柜焊线程序执行完毕。
2.根据权利要求1所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:步骤B2中自动焊接设备启动准备的包括以下步骤:步骤B2.1:PC下发焊接数列执行列表至控制系统;步骤B2.2:启动AGV,确认AGV通信正常;步骤B2.3:控制系统控制AGV运行至待机站;步骤B2.4:控制系统读取接数列执行列表。
3.根据权利要求1所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述取线装置包括取线组件、取线横移组件和取线纵移组件,取线纵移组件沿竖直方向固设在基座上,取线纵移组件包括取线纵移拖链,取线纵移拖链一端固定,另一端与取线纵移组件上的取线纵移滑块连接,取线纵移组件通过驱动取线纵移滑块移动进而带动取线纵移拖链沿竖直方向移动,取线纵移拖链不仅可以保护管路,同时限制了取线装置的移动范围,取线横移组件包括取线横移拖链,取线横移拖链一端与取线横移组件固定,另一端与取线横移组件上的取线横移滑块连接,取线横移组件通过驱动取线横移滑块移动进而带动取线横移拖链沿水平方向移动,取线横移拖链不仅可以保护管路,同时限制了取线装置的移动范围,取线横移滑块与取线臂固设连接,取线横移组件和取线纵移组件的共同作用控制取线臂在空间的位置移动,取线臂由多节臂相互连接而成,内置气缸组,在空间范围内的移动,取线臂一端与取线横移滑块固设连接,另一端与取线组件固设连接,取线臂带动取线组件在空间范围内的位置移动,控制位置小范围的调整。
4.根据权利要求3所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述取线组件包括取线固定板,取线固定板上固设有用于和取线臂固设连接的取线连接板、第一取线机构和第二取线机构,第一取线机构包括第一取线气缸、取线板一和取线板二,第一取线气缸分别与取线板一和取线板二连接,并控制取线板一和取线板二同步相对或相背移动,进行取线以及放线操作,取线板一和取线板二结构相同且对称分布,取线板一包括第一板、第二板和第三板,第一板、第二板和第三板依次固设连接形成类Z型结构,第一板与第一取线气缸连接,取线板一和取线板二的第三板相对的面分别固设有取线槽一和取线槽二,取线槽一和取线槽二为半圆形结构,第一取线气缸控制取线板一和取线板二同步相对运动,使取线板一和取线板二相触,信号传输线限制在取线槽一和取线槽二构成的取线槽内。
5.根据权利要求4所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述第二取线机构包括第二取线气缸、取线板三和取线板四,第二取线气缸分别与取线板三和取线板四连接,并控制取线板三和取线板四同步相对或相背移动进行取线以及放线操作,取线板三和取线板四结构相同且对称分布,取线板三包括第四板、第五板和第六板,第四板、第五板和第六板依次固设连接形成类Z型结构,第四板与第二取线气缸连接,取线板三和取线板四的第六板相对的面分别固设有取线槽三和取线槽四,取线槽三和取线槽四为半圆形结构,第二取线气缸控制取线板三和取线板四同步相对运动,使取线板三和取线板四相触,信号传输线限制在取线槽三和取线槽四构成的取线槽内进行取线操作。
6.根据权利要求1所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述线预处理装置包括线预处理机构、线预处理横移组件和线预处理纵移组件,线预处理纵移组件沿竖直方向固设在基座上,线预处理纵移组件包括线预处理纵移拖链,线预处理纵移拖链一端固定,另一端与线预处理纵移组件上的线预处理纵移滑块连接,线预处理纵移组件通过驱动线预处理纵移滑块进而带动线预处理纵移拖链沿竖直方向移动,线预处理纵移拖链不仅可以保护管路,同时限制了线预处理装置的移动范围,线预处理机构至少包括扭线组件、剪线组件、剥线组件、输线组件、紧线检测组件和线预处理平台,扭线组件、剪线组件、剥线组件、输线组件、紧线检测组件安装在线预处理平台,线预处理平台与线预处理横移组件连接,输线组件相对扭线组件、剪线组件和剥线组件运动,输线组件与扭线组件对接,输线组件与剪线组件和剥线组件对接,线预处理装置通过扭线组件、剪线组件、剥线组件、输线组件和紧线检测组件对信号传输线进行剪线、剥线、扭线和检测操作。
7.根据权利要求1所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述焊接装置包括焊接组件、焊接横移组件和焊接纵移组件,焊接纵移组件沿竖直方向固设在基座上,焊接纵移组件采用丝杠传动,焊接纵移组件包括焊接纵移拖链,焊接纵移拖链一端固定,另一端与焊接纵移组件上的焊接纵移滑块连接,焊接纵移组件通过驱动焊接纵移滑块移动进而带动焊接纵移拖链沿竖直方向移动,焊接纵移拖链不仅可以保护管路,同时限制了焊接装置的移动范围,焊接横移组件包括焊接横移拖链,焊接横移拖链一端与焊接横移组件固定,另一端与焊接横移组件上的焊接横移滑块连接,焊接横移组件通过驱动焊接横移滑块移动进而带动焊接横移拖链沿水平方向移动,焊接横移拖链不仅可以保护管路,同时限制了焊接装置的移动范围,焊接横移滑块与焊接臂固设连接。
8.根据权利要求7所述的一种信号传输线自动焊接设备的使用方法,其特征在于:所述焊接臂由多节臂相互连接而成,内置气缸组,在空间范围内的移动,焊接臂一端与焊接横移滑块固设连接,另一端与焊接组件固设连接,焊接臂带动焊接组件在空间范围内的位置移动,控制位置小范围的调整,焊接组件包括焊接固定机构、焊接机构、焊接输送机构和焊接夹紧机构,焊接机构和焊接输送机构分别固定在焊接固定机构上,焊接输送机构接收取线装置输送的成线,并将成线移动至焊接位置,焊接机构将信号传输线进行焊接,焊接固定机构包括焊接固定板一和焊接固定板二,焊接固定板一和焊接固定板二垂直连接,焊接固定板二固设有用于与焊接臂固设连接的焊接连接板,焊接机构通过焊板固设在焊接固定板一,焊接机构包括焊接件、焊接件固定板、压焊电机和焊接件连接板,压焊电机固定在焊板并与焊接件连接板连接,压焊电机可驱动焊接件连接板移动,焊接件固定板固设在焊接件连接板,焊接件安装在焊接件连接板,压焊电机可通过焊接件连接板控制焊接件固定板的移动,调整焊接件的位置,将穿出的成线压平。



