CN104874907B - 空调背板机器人点焊系统 - Google Patents

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Abstract

一种空调背板机器人点焊系统，其包含：控制设备，其包含系统PLC控制柜以及连接系统PLC控制柜的触摸屏，触摸屏用于监视系统状态；焊接机器人系统，其连接所述的系统PLC控制柜，其包含机器人本体以及安装在机器人本体上的焊钳；工装台，其连接所述的系统PLC控制柜，机器人本体运送焊钳到位工装台处并对工装台上的工件进行点焊；操作区，该操作区包含安全围栏和安全门，所述的机器人本体和焊钳均置于操作区内，系统PLC控制柜监控安全门状态，当安全门被打开，系统PLC控制柜立即停止焊接机器人系统以及工装台的运行。其优点是：本系统通过对空调背板机器人点焊系统实施监测、控制以及调度，在满足生产节拍要求的前提下，提升了系统的安全性。

Description

空调背板机器人点焊系统
技术领域
本发明涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种空调背板机器人点焊系统。
背景技术
工业机器人技术已经在各行业得到了广泛应用，成为自动化生产的重要组成部分，加上计算机技术与控制方法的快速发展，大大拓展了机器人技术应用的灵活性，更对控制系统结构体系、系统安全运行等方面产生了深远影响；
目前，在空调生产领域中，对空调背板的点焊也基本实现了机器人全自动化，工业机器人凭借其精密化、智能化的操作管理避免了人工焊接出现的点焊位置不一致、漏焊焊偏等质量不稳效率低的缺点；
工业机器人作为一台具有多个自由度的高速运转设备，在预编程中已经做了大量保护工作，但不同工况下仍然可能存在安全隐患，甚至引发事故，尤其在示教、维护等人工参与环节，现场人员的误操作，硬件错误和未知系统缺陷都有可能造成巨大损害，这在空调生产领域中的关节式机器人的安全保护问题显得尤为突出，事实证明，仅依托机器人自身的“防碰撞监测系统”进行现场保护，是远远不够的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空调背板机器人点焊系统，其在保障了系统生产效率的条件下，大幅度提高了空调背板机器人点焊系统的安全性。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种空调背板机器人点焊系统，其特征是，包含：
控制设备，其包含系统PLC控制柜以及连接系统PLC控制柜的触摸屏，触摸屏用于监视系统状态；
焊接机器人系统，其连接所述的系统PLC控制柜，其包含机器人本体以及安装在机器人本体上的焊钳；
工装台，其连接所述的系统PLC控制柜，机器人本体运送焊钳到工装台处并对工装台上的工件进行点焊；
操作区，该操作区包含安全围栏和安全门，所述的机器人本体和焊钳均置于操作区内，系统PLC控制柜监控安全门状态，当安全门被打开，系统PLC控制柜立即停止焊接机器人系统以及工装台的运行。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，所述的工装台包含：
位于焊钳两侧的一对工装夹具，其用于承载工件，该一对工装夹具交替配合使用，每个所述的工装夹具可在人工上料区和焊接工位区之间传输移动，人工上料区位于操作区外，焊接工位区位于操作区内。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，所述的工装台还包含：
一组工装夹具PLC控制柜，每个所述的工装夹具分别通过对应的工装夹具PLC控制柜与系统PLC控制柜连接，该每个工装夹具PLC控制柜分别用来控制对应工装夹具的传输移动轨迹并对其在人工上料区和焊接工位区的定位点进行修正。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中：
在每个所述工装夹具的人工上料区的两侧分别设置一对安全光栅，每对安全光栅分别与系统PLC控制柜连接；任意工装夹具进入操作区时，该工装夹具所对应的安全光栅启用，当该安全光栅检测到有侵入者进入该安全光栅所在的人工上料区时，系统PLC控制柜将立即停止焊接机器人系统的以及位于该处的工装夹具的运行。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，所述的工装台还包含：
工装夹具显示器，用于监视每个工装夹具的运行状态。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，所述的机器人系统还包含：
示教盒，在示教盒上设置第一急停按钮；
机器人控制柜，所述的机器人本体通过机器人控制柜与系统PLC控制柜连接，在该机器人控制柜上设置第二急停按钮。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中：
在每一个所述的工装夹具旁分别对应设置一启动/归位装置，用于手动控制对应的工装夹具进入焊接工位区或归位到人工上料区。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，还包含：
当系统出现异常时进行报警的报警单元，该报警单元对应连接所述的系统PLC控制柜。
上述的空调背板机器人点焊系统，其中，还包含：
分别连接所述系统PLC控制柜的冷水机以及电极修磨器。
本发明与现有技术相比具有以下优点：本系统通过对空调背板机器人点焊系统实施监测、控制以及调度，本系统可以充分满足生产节拍要求，并大大降低了工人的劳动强度，还提升了系统的安全性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
如图1所示，一种空调背板机器人点焊系统，其包含：控制设备，其包含系统PLC控制柜9以及连接系统PLC控制柜9的触摸屏91，触摸屏91用于监视系统状态；焊接机器人系统，其连接所述的系统PLC控制柜9，其包含机器人本体1以及安装在机器人本体1上的焊钳2；工装台，其连接所述的系统PLC控制柜9，机器人本体1运送焊钳2到工装台处并对工装台上的工件进行点焊；操作区，该操作区包含安全围栏3和安全门31，所述的机器人本体1和焊钳2均置于操作区内，系统PLC控制柜9监控安全门31状态，当安全门31被打开，系统PLC控制柜9立即停止焊接机器人系统以及工装台的运行。
所述的工装台包含：位于焊钳2两侧的一对工装夹具，其用于承载工件，该一对工装夹具交替配合使用，每个所述的工装夹具可在人工上料区和焊接工位区之间传输移动，人工上料区位于操作区外，焊接工位区位于操作区内。本实施例中，每个所述的工装夹具分别包含工装夹具板5以及连接所述工装夹具板5的丝杆51，丝杆51在工装夹具PLC控制柜7的控制下旋转，使对应的工装夹具板5前进到焊接工位区或后退到人工上料区。
所述的工装台还包含：一组工装夹具PLC控制柜7，每个所述的工装夹具分别通过对应的工装夹具PLC控制柜7与系统PLC控制柜9连接，该每个工装夹具PLC控制柜9分别用来控制对应工装夹具的传输移动轨迹并对其在人工上料区和焊接工位区的定位点进行修正。
在每个所述工装夹具的人工上料区的两侧分别设置一对安全光栅4，每对安全光栅4分别与系统PLC控制柜9连接；任意工装夹具进入操作区时，该工装夹具所对应的安全光栅4启用，当该安全光栅4检测到有侵入者进入该安全光栅4所在的人工上料区时，系统PLC控制柜9将立即停止焊接机器人系统的以及位于该处的工装夹具的运行。
所述的工装台还包含：工装夹具显示器71，用于监视每个工装夹具的运行状态。
所述的机器人系统还包含：示教盒，在示教盒上设置第一急停按钮；机器人控制柜11，所述的机器人本体1通过机器人控制柜11与系统PLC控制柜9连接，在该机器人控制柜11上设置第二急停按钮。
在每一个所述的工装夹具旁分别对应设置一启动/归位装置52，用于手动控制对应的工装夹具进入焊接工位区或归位到人工上料区。
所述的空调背板机器人点焊系统还包含：当系统出现异常时进行报警的报警单元，该报警单元对应连接所述的系统PLC控制柜9；本实施例中，报警单元报警的同时系统PL控制柜也将停止机器人本体1和工装台的一切操作。
所述的空调背板机器人点焊系统还包含：分别连接所述系统PLC控制柜9的冷水机8以及电极修磨器6。
本实施例中，所述的系统PLC控制柜采用欧姆龙PLC控制柜，其内部集成由机器人输入输出I/O端子台、继电器、接线端子等电路控制元件，实现对机器人本体1、焊钳2、中频逆变电阻焊控制器21、水气路、工装夹具、触摸屏91、各操作按钮、安全光栅4、安全门31等外设部件的通讯工作；触摸屏91实现了对人机操作的简单口令，其上面分别标示了空调背板钣金件的图号，以及各部分的工作状态，完成生产管理，状态监控和系统维护工作。
本实施例中，所述的系统PLC控制柜9控制机器人本体1在任何模式下，只有在安全门31处于锁紧状态时，才能进行运行；安全光栅4避免了人因未知机器人下一步动作轨迹而造成不必要碰撞和伤害，安全光栅4为N段红外线相互照应，敏感度极高。
本发明的工作原理是：开启系统电源，设定机器人及周边系统参数，操作员于人工上料区选择任意工装夹具板5上件，完成后，按下对应启动/归位装置52上的启动按钮，使该工装夹具板5在丝杆51的带动下前进到焊接工位区，系统PLC控制柜9检测到到位信号后，调用机器人程序进行焊接，焊接完毕发出完成信号，系统PLC控制柜9调用该工装夹具板5使其归位人工上料区，由于本系统的工装台配备了2个工位，期间，操作员可以趁机器人本体1的工作间隙，向另一个工装夹具板5运送待加工工件，以确保机器人本体1在加工完上一工件后可立即进入下一工件的加工步骤，保证了系统的生产节拍。
本发明安全门31的设置可以保证在机器人工作范围内，禁止操作者进入，禁止操作者和机器人在共同作业地域内同时工作；本系统所有可操作的控制柜均设置在安全围栏以外，使操作员最低限度的接触机器人本体1和焊钳2；在突发情况下，操作员通过示教盒上的第一急停按钮、机器人控制柜11上的第二急停按钮均可随时叫停系统运行，当焊接机器人系统发生异常，机器人本体1将停止工作并产生报警信号，触摸屏91和示教盒中会显示相关报警信息，以便操作员及时处理，安全可靠；工装台上的启动/归位装置52双重确保了操作员工作过程的安全性和灵敏性。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (7)

1.一种空调背板机器人点焊系统，其特征在于，包含：
控制设备，其包含系统PLC控制柜（9）以及连接系统PLC控制柜（9）的触摸屏（91），触摸屏（91）用于监视系统状态，触摸屏（91）实现了对人机操作的简单口令，其上面分别标示了空调背板钣金件的图号，以及各部分的工作状态，完成生产管理，状态监控和系统维护工作；
焊接机器人系统，其连接所述的系统PLC控制柜（9），其包含机器人本体（1）以及安装在机器人本体（1）上的焊钳（2）；
工装台，其连接所述的系统PLC控制柜（9），机器人本体（1）运送焊钳（2）到工装台处并对工装台上的工件进行点焊；
操作区，该操作区包含安全围栏（3）和安全门（31），所述的机器人本体（1）和焊钳（2）均置于操作区内，系统PLC控制柜（9）监控安全门（31）状态，当安全门（31）被打开，系统PLC控制柜（9）立即停止焊接机器人系统以及工装台的运行；
所述的工装台包含：
位于焊钳（2）两侧的一对工装夹具，其用于承载工件，该一对工装夹具交替配合使用，每个所述的工装夹具可在人工上料区和焊接工位区之间传输移动，人工上料区位于操作区外，焊接工位区位于操作区内；
每个所述的工装夹具分别包含工装夹具板（5）以及连接所述工装夹具板（5）的丝杆（51）；
在每一个所述的工装夹具旁分别对应设置一启动/归位装置（52），用于手动控制对应的工装夹具进入焊接工位区或归位到人工上料区；
开启系统电源，设定机器人及周边系统参数，操作员于人工上料区选择任意工装夹具板（5）上件，完成后，按下对应启动/归位装置（52）上的启动按钮，使该工装夹具板（5）在丝杆（51）的带动下前进到焊接工位区，系统PLC控制柜（9）检测到到位信号后，调用机器人程序进行焊接，焊接完毕发出完成信号，系统PLC控制柜（9）调用该工装夹具板（5）使其归位人工上料区。
2.如权利要求1所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于，所述的工装台还包含：
一组工装夹具PLC控制柜（7），每个所述的工装夹具分别通过对应的工装夹具PLC控制柜（7）与系统PLC控制柜（9）连接，该每个工装夹具PLC控制柜（7）分别用来控制对应工装夹具的传输移动轨迹并对其在人工上料区和焊接工位区的定位点进行修正。
3.如权利要求2所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于：
在每个所述工装夹具的人工上料区的两侧分别设置一对安全光栅（4），每对安全光栅（4）分别与系统PLC控制柜（9）连接；任意工装夹具进入操作区时，该工装夹具所对应的安全光栅（4）启用，当该安全光栅（4）检测到有侵入者进入该安全光栅（4）所在的人工上料区时，系统PLC控制柜（9）将立即停止焊接机器人系统的以及位于该处的工装夹具的运行。
4.如权利要求2所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于，所述的工装台还包含：
工装夹具显示器（71），用于监视每个工装夹具的运行状态。
5.如权利要求1所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于，所述的机器人系统还包含：
示教盒，在示教盒上设置第一急停按钮；
机器人控制柜（11），所述的机器人本体（1）通过机器人控制柜（11）与系统PLC控制柜（9）连接，在该机器人控制柜（11）上设置第二急停按钮。
6.如权利要求1~5中任意一项所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于，还包含：
当系统出现异常时进行报警的报警单元，该报警单元对应连接所述的系统PLC控制柜（9）。
7.如权利要求6所述的空调背板机器人点焊系统，其特征在于，还包含：
分别连接所述系统PLC控制柜（9）的冷水机（8）以及电极修磨器（6）。
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