CN103990888A - 一种可预约启动的弧焊机器人控制系统 - Google Patents

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王仁胜
许礼进
曾辉
游玮
柳贺
孙英飞
陈青
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
    • B23K9/1087—Arc welding using remote control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K37/0258—Electric supply or control circuits therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

本发明揭示了一种可预约启动的弧焊机器人控制系统，包括机器人和焊机，所述机器人具有预约启动设置功能模块、焊接使能设置功能模块、焊接参数设置功能模块；本系统在机器人运动或焊接时，即任意时刻进行启动，它具有提前预约启动功能，因此在生产应用中可极大的提高生产节拍与工作效率，同时减轻生产员工的工作强度与密度。

Description

一种可预约启动的弧焊机器人控制系统
技术领域
本发明涉及工业机器人领域，尤其设有一种可以预约启动的弧焊工业机器人系统。
背景技术
工业机器人属于典型的机电一体化高科技产品，21世纪是高科技术的世纪，工业机器人将在生产中越来越替代人工的生产，特别是在一些环境恶劣情况下的生产作业。
目前在用的工业弧焊机器人在进行启动焊接时，每次需要机器人回到安全等待位置才能进行启动信号的采集与处理，因此在生产应用中需要人工控制生产节拍与工作效率，增加工作强度与密度，也降低了生产效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种操作简单，扩展性好的，可极大提高生产节拍和效率的机器人控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种可预约启动的弧焊机器人控制系统，包括机器人和焊机，所述机器人具有预约启动设置功能模块、焊接使能设置功能模块、焊接参数设置功能模块；
所述焊接使能设置功能模块控制焊接使能是否开启，所述焊接使能开启状态下，机器人与焊机进行通信，完成焊接指令，所述焊接使能关闭状态下，机器人与焊机不进行通信，焊机停止焊接工作；
所述焊接参数设置功能模块输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数；
所述启动设置功能模块控制预约功能是否开始执行，以及是否立刻关闭执行状态下的预约功能。
所述机器人还具有碰撞检测功能模块。
所述焊接参数设置功能模块发送焊机执行焊接有两种方式，分别为模拟量传输的方式和焊接规范的方式。
所述焊接参数设置功能模块发送焊机执行摆弧焊，具有两种方式的摆弧，一种是不设置波峰波谷停留时间单平面或双平面摆弧,另一种是可以设置停留时间的摆弧。
所述机器人与焊机之间通过总线模块或串口方式进行通讯。
一种可预约启动的机器人控制方法，
机器人在安全点位置待命；
是否进入预约功能，若否则手动控制机器人执行焊接工作，若是则进行焊接参数设置；
人工输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数，并存入存储单元；
启动预约功能；
机器人依次执行顺序工作步骤，并实时反馈工作状态信号至系统；
预约程序执行完毕，结束机器人焊接工作。
当机器人手臂与发生碰撞的物体之间会产生一个力矩，当力矩大于用户设置的值时会让机器人瞬间停下来，并断开机器人伺服电源，机器人产生报警。
本发明的优点在于，本系统在机器人运动或焊接时，即任意时刻进行启动，它具有提前预约启动功能，因此在生产应用中可极大的提高生产节拍与工作效率，同时减轻生产员工的工作强度与密度。
具体实施方式
本发明提供一种操作简单，扩展性较好，可极大提高生产节拍和效率的可进行预约启动的弧焊机器人，采用非常友好的人机界面，用户可以根据现场生产节拍要求自行设置弧焊机器人的预约启动功能，需要开启时只需要一键开启即可，操作非常方便。
可预约启动的弧焊机器人控制系统包括机器人和焊机，其中机器人包括预约启动设置功能模块、焊接使能设置功能模块、焊接参数设置功能模块和碰撞检测功能模块。
机器人自动开机后会自动设置为预约启动已开启，如果需要开启时，在手动界面中可一键设置为启动预约，如果在生产中不需要设置预约启动，可立即关闭预约启动，在预约启动设置功能模块中具有启动预约、关闭预约的按键，以及显示是否预约开启状态，方便工作人员在界面中进行察看。
在设置界面中需要设置焊接使能是否开启，则可通过焊接使能设置功能模块控制焊接使能是否开启，开机启动后焊接使能会自动开启，有时在调试的时候需要查看当前焊缝运动是否合适，示教点是否在需要的焊缝位置上，此时机器人不需要与焊机进行通讯，并且不能进行焊接，因此这种情况下需要将使能关闭，用户点击一次焊接使能按键即可，焊接使能的状态会自动切换，焊接状态由开到关相互切换。
焊接参数设置功能模块输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数，机器人与焊机之间可以通过总线模块或串口方式进行通讯，比较方便的还有数字量或模块量方式，模拟量方式中需要设置电压与电流值，参数值通过模块量的方式发送给焊机,当焊机收到此信号后，即完成机器人与焊机之间的握手协议后，机器人发送起弧焊接有两种方式一种是模拟量传输的方式，还有一种通过发送焊接规范的方式。
在焊接时如果焊缝比较均匀,焊缝不宽时，一般的直线运动起弧便可很好的焊接，但是对于有的工件焊缝比较宽，焊道也不是很均匀，这种焊缝我们可以进行摆弧运动设置，摆弧的设置有正弦波,余弦波.还有三角摆.可用于不同类型的焊道，在这里有两种方式的摆弧：一种是不设置波峰波谷停留时间单平面或双平面摆弧，另一种是可以设置停留时间的摆弧。
碰撞检测功能模块用于防止机器人在执行预约工作时，出现危险状态，在运动之前根据机器人的工作范围与实际的工件位置进行设置，设置机器人的工作区域,当不在当前工作区域内时机器人会瞬间停止轴的运动，为了避免不必要的物体或人员的伤亡,可以设置碰撞检测.当发生碰撞时，此时机器人手臂与发生碰撞的物体之间会产生一个力矩,当力矩大于用户设置的值时会让机器人瞬间停下来，并断开机器人伺服电源.机器人产生报警。
基于上述可预约启动的弧焊机器人控制系统的控制方法如下：
机器人在安全点位置待命；
是否进入预约功能，若否则手动控制机器人执行焊接工作，若是则进行焊接参数设置；
人工输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数，并存入存储单元；
启动预约功能；
机器人依次执行顺序工作步骤，并实时反馈工作状态信号至系统；
预约程序执行完毕，结束机器人焊接工作。
其中存储单元存储预约相关的程序变量，在结构体名PUWEI，以三个工作步骤(工位)为例，:工位1,工位2,工位3.三个外部预约启动IO信号.硬件连接后映射到三个变量PUWEI.gongweistart[0],PUWEI.gongweistart[1],PUWEI.gongweistart[2]中,分别可以通过IO信号获得三个工位的预约按键是否按下,当按下时对应的变量值变为TRUE.同时程序中为了获得当前执行工位的情况，需要通过示教盒示教程序把当前执行的工位映射给内部程序。

Claims (7)

1.一种可预约启动的弧焊机器人控制系统，其特征在于：
系统包括机器人和焊机，所述机器人具有预约启动设置功能模块、焊接使能设置功能模块、焊接参数设置功能模块；
所述焊接使能设置功能模块控制焊接使能是否开启，所述焊接使能开启状态下，机器人与焊机进行通信，完成焊接指令，所述焊接使能关闭状态下，机器人与焊机不进行通信，焊机停止焊接工作；
所述焊接参数设置功能模块输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数；
所述启动设置功能模块控制预约功能是否开始执行，以及是否立刻关闭执行状态下的预约功能。
2.根据权利要求1所述的可预约启动的弧焊机器人控制系统，其特征在于：所述机器人还具有碰撞检测功能模块。
3.根据权利要求1或2所述的可预约启动的弧焊机器人控制系统，其特征在于：所述焊接参数设置功能模块发送焊机执行焊接有两种方式，分别为模拟量传输的方式和焊接规范的方式。
4.根据权利要求3所述的可预约启动的弧焊机器人控制系统，其特征在于：所述焊接参数设置功能模块发送焊机执行摆弧焊，具有两种方式的摆弧，一种是不设置波峰波谷停留时间单平面或双平面摆弧,另一种是可以设置停留时间的摆弧。
5.根据权利要求1所述的可预约启动的弧焊机器人控制系统，其特征在于：所述机器人与焊机之间通过总线模块或串口方式进行通讯。
6.一种可预约启动的机器人控制方法，其特征在于：
机器人在安全点位置待命；
是否进入预约功能，若否则手动控制机器人执行焊接工作，若是则进行焊接参数设置；
人工输入顺序工作步骤，以及每个步骤的工作参数，并存入存储单元；
启动预约功能；
机器人依次执行顺序工作步骤，并实时反馈工作状态信号至系统；
预约程序执行完毕，结束机器人焊接工作。
7.根据权利要求6所述的可预约启动的机器人控制方法：其特征在于：当机器人手臂与发生碰撞的物体之间会产生一个力矩，当力矩大于用户设置的值时会让机器人瞬间停下来，并断开机器人伺服电源，机器人产生报警。
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