CN102794556A - 一种数控焊接系统 - Google Patents

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本发明实施例提供一种数控焊接系统，属于机械加工领域，用以实现自动化焊接，提高生产效率。一种数控焊接系统，包括数控电路，焊接控制装置和焊接机，所述数控电路，用于控制所述焊接控制装置的移动以及所述焊接机的焊接状态；所述焊接控制装置，包括T型工作台和焊钳，所述T型工作台的X轴方向设置有第一移位装置、所述T型工作台Y轴方向的两端分别设置有第二和第三移位装置，各个所述移位装置的一端设有伺服电机，所述伺服电机通过轴承安装板与滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠的两侧设有滑轨，所述滑轨上设有滑块；所述第二和第三移位装置上固定有焊钳。

Description

一种数控焊接系统
技术领域
本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种数控焊接系统。
背景技术
现有的汽车制造业中，为了完成点焊接作业，通常在生产线中通过夹具加紧待焊接工件，通过人工操作实现焊接，在焊接完成后，手动松开夹具，将工件取出。这样，往往会造成焊接效率低下，在人工焊接的过程中容易出现漏焊焊点、每次的焊接位置不一致的问题，无法满足生产线高效率低成本的生产需求。
发明内容
本发明的实施例提供一种数控焊接系统，以实现自动化焊接，提高生产效率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一种数控焊接系统，包括数控电路，焊接控制装置和焊接机，
所述数控电路，用于控制所述焊接控制装置的移动以及所述焊接机的焊接状态；
所述焊接控制装置，包括T型工作台和焊钳，所述T型工作台的X轴方向设置有第一移位装置、所述T型工作台Y轴方向的两端分别设置有第二和第三移位装置，各个所述移位装置的一端设有伺服电机，所述伺服电机通过轴承安装板与滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠的两侧设有滑轨，所述滑轨上设有滑块；所述第二和第三移位装置上固定有焊钳。
本发明实施例提供的数控焊接系统，在焊接控制装置中设置沿X轴和Y轴方向上的移位装置，并在移位装置上设置焊钳，通过数控电路控制各个移位装置移动到预定的焊接位置，同时控制焊接机自动完成焊接工作，提高了焊接效率。并通过数控电路的位置记忆功能将焊点位置固化，保证了焊点位置的一致性，消除漏焊问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的焊接控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的移位装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种数控电路的电路图；
图4为本发明实施例提供的另一种数控电路的电路图。
附图标记：1-T型工作台，11-第一移位装置，111-伺服电机，112-轴承安装板；113-滚珠丝杠；114-滑轨；115-滑块，116-防护罩；12-第二移位装置，13-第三移位装置；2-焊钳；3-防撞梁夹具；4-伺服驱动器；5-端子模块；6-编程控制器；7-断路器；8-继电器；9-滤波器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的数控焊接系统，包括数控电路、焊接控制装置和焊接机。
如图1所示，焊接控制装置包括：T型工作台1、焊钳2和防撞梁夹具3。为了方便叙述，将T型工作台1竖着的方向定义为X轴，将T型工作台1横着的方向定义为Y轴。T型工作台1的X轴方向设置有第一移位装置11、T型工作台1的Y轴方向的两端分别设置有第二移位装置12和第三移位装置13，各个所述移位装置的一端设有伺服电机，伺服电机通过轴承安装板与滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠的两侧设有滑轨，所述滑轨上设有滑块。第二移位装置12和第三移位装置13上固定设置有焊钳2。
本发明实施例提供的数控焊接系统，在焊接控制装置中设置沿X轴和Y轴方向上的移位装置，并在移位装置上设置焊钳，通过数控电路控制各个移位装置移动到预定的焊接位置，同时控制焊接机自动完成焊接工作，提高了焊接效率。并通过数控电路的位置记忆功能将焊点位置固化，保证了焊点位置的一致性，消除漏焊问题。
具体的，如图2所示，各个移位装置包括矩形底座以及分别位于底座两端的矩形轴承安装板112，伺服电机111穿过矩形轴承安装板112中的轴承安装孔与滚珠丝杠113相连，滚珠丝杠113的两侧设有滑轨114，各个滑轨114上分别设有两个滑块115；这样，对于X轴的第一移位装置11而言，当其中的伺服电机111转动时带动滚珠丝杠113转动，位于滚珠丝杠113两侧的滑块115在滚珠丝杠113的推动下沿滑轨114移动，从而使安装在滑块115上的T型工作台1沿X轴移动。对于Y轴两端的第二移位装置12和第三移位装置13而言，当各自的伺服电机111转动时带动滚珠丝杠113转动，滑块115沿滑轨114移动，可以使第二移位装置12和第三移位装置13沿Y轴向相向的方向移动，也可以使第二移位装置12和第三移位装置13沿Y轴向相反的方向移动。从而使得位于第二移位装置12和第三位移装置13上的焊钳2分别沿T型工作台1的X轴和Y轴移动后到达预定的焊接位置。此外，通过滑块115可以减小移动过程中伺服电机111施加给滚珠丝杠113的力。进一步的，各个移位装置的外部设有防护罩116(参见图1)，防护罩116与轴承安装板112封闭连接将滚珠丝杠113、滑轨114和滑块115与外界隔离，在工作过程中可以防止飞溅的焊条等其他物体损坏滚珠丝杠113、滑轨114或滑块115，起到很好的保护作用。
进一步的，如图1所示，在T型工作台1两端，沿T型工作台1的X轴方向分别设置有两个防撞梁夹具3。其中，两个防撞梁夹具3与T型工作台1通过高强度12.8级螺栓机械连接。各个防撞梁夹具3上设有与焊接工件相匹配的定位销和定位孔，通过定位销和定位孔的定位作用可以将焊接工件准确固定，保证各个焊接工件焊接位置的一致性保持在0.2mm以上。
该数控焊接系统还可以包括，设置在操作位置，如墙壁、焊接控制装置上的启动按钮和急停按钮，便于启动系统工作和在紧急时刻停止系统工作。
其中，数控电路，用于控制焊接控制装置的移动以及所述焊接机的焊接状态，以便于焊接控制装置移动到预定的焊接位置并配合焊接机完成自动焊接。所述焊接机的焊接状态包括焊接动作的起始时刻和停止时刻。
示例性的，数控电路包括：与各个伺服电机111相连的伺服驱动器4，分别与伺服驱动器4相连的端子模块5和编成控制器6。其中，端子模块5，用于接收启动按钮传输的启动信号，并将所述启动信号传输给编成控制器6。编成控制器6，用于根据预设的控制程序以及所述启动信号确定焊接工件的位置信息，并将所述位置信息传输给所述伺服驱动器4。伺服驱动器4，用于对编成控制器6传输的位置信息进行运算后，将运算结果传输给相应的伺服电机111，以便于伺服电机111推动与其相连的滚珠丝杠113，进而推动T型工作台1或焊钳2移动至所述位置信息指定的焊接位置。其中，预设的控制程序可以通过电脑等编程设备将预先编写好的程序写入伺服驱动器4中，也可以使用数控编程器H4C-4直接编写程序写入伺服驱动器4中。伺服驱动器4中的位置信息通过数据线传输到端子模块5中，端子模块5将该位置信息分配到对应的信号点上，作为点焊机的信号输入点使用。
具体的，如图3所示，数控电路可以包括，依次连接的断路器7、继电器8、滤波器9、伺服驱动器4，以及与伺服驱动器4相连的编程控制器6和端子模块5。其中，滤波器9可以过滤掉电源中伺服驱动器4的非正常工作电压，保证伺服驱动器4的正常工作，其中，伺服驱动器4的非正常工作电压是指高于或低于伺服驱动器4的额定工作电压的电压值。当断路器7接通电源，继电器8吸合时，电源经滤波器9滤波后接入伺服驱动器4。在伺服驱动器4有输出时，相应的伺服电机111通电后带动滚珠丝杠113移动，进而使T型工作台1或者焊钳2移动到指定的位置。
如图4所示，数控电路也可以包括与系统电源相连的控制开关QF，继电器KM，以及三个相互并联的变压器BK-1-1000VA、BK-2-1000VA和BK-3-1000VA，其中，三个变压器分别通过三个控制开关QF1、QF2和QF4与第一、第二和第三移位装置对应的伺服驱动器ASDA-AB X、ASDA-AB Y和ASDA-AB Z相连，数控编程器H4C-4通过控制开关QF3与其中的一个伺服驱动器并联，如图5中，数控编程器H4C-4通过控制开关QF3与第二移位装置12对应的伺服驱动器ASDA-AB Y并联。进一步的，该数控电路中还设有与其中的一个伺服驱动器并联的控制开关QF5，如图5中，控制开关QF5与第三移位装置13对应的伺服驱动器ASDA-AB Z并联。控制开关QF5用于控制24V电源，该24V电源可以接入急停按钮和/或开关按钮中。此外，该数控电路中在继电器KM和各个变压器之间还设有控制开关QF6，用于控制主电源的“零”线的接通与断开。
当主电源QF接通时，系统接入的380V电源通过控制开关QF，旋转开关SB 1接通，继电器KM吸合，系统电源接通，同时电源指示灯HL1亮，表明系统通电正常。变压器BK-1-1000VA、BK-2-1000VA、BK-3-1000VA通电，控制开关QF1、QF2、QF4分别控制伺服驱动器ASDA-AB X、ASDA-AB Y和ASDA-AB Z的电源，QF3控制数控编程器H4C-4的电源，QF5控制开24V关电源的得电与失电，QF6控制主电源的“零”线的接通与断开。
其中，焊接机包括启动控制运算模块、电磁阀和可控硅；
启动运算控制模块与端子模块5相连，用于接收并运算端子模块5的焊接信号，将运算后的焊接信号分别传输给电磁阀和可控硅；电磁阀，用于当接收到所述运算后的焊接信号后，控制焊钳2加紧待焊接工件；数控电路的端子模块5，还用于接收焊接信号，并将焊接信号传输给焊接机的启动控制运算模块。
其中，焊接机可以是悬挂式点焊机。
工作时，通过防撞梁夹具3将焊接工件固定，当按下启动按钮后，启动信号通过信号线缆传输到端子模块5的输入模块中，端子模块5输入端口将启动信号传入到数控编程器6中，数控编程器6接收到启动信号后，根据预设的控制程序以及启动信号确定焊接工件的位置信息，当有位置数据时，数控编程器6把各个方向的位置数据传输到相应的伺服驱动器4中。例如，数控编程器6会将X轴的位置坐标传输给第一移位装置11对应的伺服驱动器4中，将Y轴的位置坐标分别传输给第二移位装置12和第三移位装置13对应的伺服驱动器4中。位置信息经过伺服驱动器4运算后，将运算结果传输给相应的伺服电机111，以便于所述伺服电机111带动滑块115移动至所述位置信息指定的位置。具体的，X轴方向伺服电机111推动滚珠丝杠113转动，位于滚珠丝杠113两侧的滑块115在滚珠丝杠113转动力的作用下沿滑轨114移动，安装在滑块115上的X轴方向T型工作台1沿滑轨114方向向前运行，当X轴方向T型工作台1运行到位后，Y轴和Z轴的伺服电机111接收伺服驱动器4的运算结果，将分别安装于Y轴方向T型工作台1上的焊钳2通过滚珠丝杠113传动沿滑轨114方向移动，当Y轴方向T型工作台1上的焊钳2移动到预定的焊点焊接位置时停止运行，数控编程器6中的主程序输出焊接动作启动信号，端子模块5的输出焊接信号作为点焊机的焊接启动信号作用在启动运算控制模块中，在启动运算控制模块接收到焊接启动信号运算后输出给电磁阀和可控硅，电磁阀接收到运算后的焊接信号后，进行换向，控制所述焊钳2加紧待焊接工件；同时可控硅导通点焊机通电，完成1个焊点的焊接动作。其中，所有焊接动作及焊接所需的时间可以通过悬挂式点焊机内部参数设定完成，以方便校准以及参数更改。
以上描述了对1个焊点进行自动焊接的详细过程，通常情况下，待焊接工件往往有多个焊点，例如具有32个焊点的后地板，或者下边梁总成，其焊接过程，可以按照上述过程对每个焊点一一焊接，焊接完最后一个焊点后X轴方向T型工作台1回到起始位置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种数控焊接系统，其特征在于：包括数控电路，焊接控制装置和焊接机；
所述数控电路，用于控制所述焊接控制装置的移动以及所述焊接机的焊接状态；
所述焊接控制装置，包括T型工作台和焊钳，所述T型工作台的X轴方向设置有第一移位装置、所述T型工作台Y轴方向的两端分别设置有第二和第三移位装置，各个所述移位装置的一端设有伺服电机，所述伺服电机通过轴承安装板与滚珠丝杠相连，所述滚珠丝杠的两侧设有滑轨，所述滑轨上设有滑块；所述第二和第三移位装置上固定有焊钳。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述T型工作台两端沿X轴方向分别设置有两个防撞梁夹具。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：各个所述移位装置外部设有防护罩，所述防护罩与所述轴承安装板封闭连接将所述滚珠丝杠、滑轨和滑块与外界隔离。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述系统还包括，启动按钮和急停按钮。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述数控电路包括，与所述伺服电机相连的伺服驱动器，分别与所述伺服驱动器相连的端子模块和编成控制器，
所述端子模块，用于接收启动信号，并将所述启动信号传输给所述编成控制器；
所述编成控制器，用于根据预设的控制程序以及所述启动信号确定焊接工件的位置信息，并将所述位置信息传输给所述伺服控制器；
所述伺服驱动器，用于对所述编成控制器传输的位置信息进行运算后，将运算结果传输给相应的伺服电机，以便于所述伺服电机推动与其相连的滚珠丝杠移动至所述位置信息指定的位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数控电路还包括：依次连接的断路器、继电器和滤波器、所述滤波器与所述伺服驱动器相连。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数控电路包括三个伺服驱动器，所述三个伺服驱动器通过三个并联的变压器与继电器相连，所述编成控制器与其中一个所述伺服驱动器并联，其中一个所述伺服驱动器与所述急停按钮和/或所述开关按钮相连。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述继电器和所述变压器之间连接有控制开关，所述控制开关用于控制主电源零线的接通与断开。
9.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述焊接机包括启动控制运算模块、电磁阀和可控硅；
所述启动运算控制模块与所述端子模块相连，用于接收并运算所述端子模块的焊接信号，将运算后的焊接信号分别传输给所述电磁阀和所述可控硅；
所述电磁阀，用于当接收到所述运算后的焊接信号后，控制所述焊钳加紧待焊接工件；
所述可控硅，用于当接收到所述运算后的焊接信号后，导通所述焊接机，自动完成焊接动作；
所述数控电路的端子模块，还用于接收焊接信号，并将所述焊接信号传输给所述焊接机的启动控制运算模块。
10.根据权利要求1或9所述的系统，其特征在于，所述焊接机是悬挂式点焊机。
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