CN106112322A - 一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，包括焊接气柜，所述焊接气柜的出口通过管路连接压缩空气系统，所述压缩空气系统包括空气压缩机及空气干燥器，所述空气压缩机的排气口与空气干燥器的进气口相连接，所述空气干燥器的出口通过管路及气源处理三联件与焊接机器人工作站的各单元回路相连接；所述单元回路包括第一气动卡盘回路、第二气动卡盘回路、清枪系统回路、打磨装置回路、焊枪装置回路及快换装置回路。本发明解决了现有技术中船用低速机气阀焊接机器人工作站中的气动系统功能单一的缺点，通过气路控制系统整合了多条控制回路的气动系统，用户可以根据需要选配以上控制回路以实现多种功能，使各个回路的气动系统能够充分利用，提高了生产效率。

Description

一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统
技术领域
本发明涉及一种气路控制系统，具体的说是一种用于船用低速机气阀焊接机器人工作站的气路控制系统，属于焊接加工技术领域。
背景技术
船用低速柴油机进排气门堆焊工艺复杂，传统多采用人工方式进行堆焊，劳动强度大，焊接效率低，焊接一致性差，产品质量参差不齐。为了解决这些问题，开发了机器人堆焊工作站。然而，在船用低速机气阀焊接机器人工作站中，需要运用多种加工设备，如焊接机器人、传输设备、变位机、焊接设备、打磨设备、清洗设备等等，这些设备的运作需要通过气动系统控制与传动的互相配合才能完成，而如果每个设备都需要单独的人工或者自动控制，则很难实现各设备的完美配合。
因此，在船用低速机气阀焊接机器人工作站中，需要有一套整体的气路控制系统，实现对船用低速机气阀加工程序的全局控制及监控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是克服现有技术的缺点，提供一种可应用于焊接机器人工作站系统中，能够实现各设备完美匹配，提高工作效率，安全可靠的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，包括焊接气柜，所述焊接气柜的出口通过管路连接压缩空气系统，所述压缩空气系统包括空气压缩机及空气干燥器，所述空气压缩机的排气口与空气干燥器的进气口相连接，所述空气干燥器的出口通过管路及气源处理三联件与焊接机器人工作站的各单元回路相连接；所述单元回路包括第一气动卡盘回路、第二气动卡盘回路、清枪系统回路、打磨装置回路、焊枪装置回路及快换装置回路；所述第一气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀A、节流阀A及第一气动卡盘；所述第二气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀B、节流阀B及第二气动卡盘；所述清枪系统回路包括依次设置的两位三通电磁阀A、节流阀C及清枪系统；所述打磨装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀B、节流阀D及打磨装置；所述焊枪装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀C、节流阀E及焊枪装置；所述快换装置回路包括依次设置的三位五通电磁阀C、节流阀F及快换装置。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，第一气动卡盘回路通过三位五通电磁阀A与气柜连接，当所述三位五通电磁阀A的正动作线圈通电时，正动作气路接通，第一卡盘加紧；当所述三位五通电磁阀A的反动作线圈通电时，反动作气路接通，第一卡盘松开。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，第二气动卡盘回路通过三位五通电磁阀B与气柜连接，当所述三位五通电磁阀B的正动作线圈通电时，正动作气路接通，第二卡盘加紧；当所述三位五通电磁阀B的反动作线圈通电时，反动作气路接通，第二卡盘松开。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，快换装置回路通过三位五通电磁阀C与气柜连接，当所述三位五通电磁阀C的正动作线圈通电时，正动作气路接通，快换器吸合；当所述三位五通电磁阀C的反动作线圈通电时，反动作气路接通，快换器打开。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，所述三位五通电磁阀的正动作线圈断电后，所述正动作气路为接通状态，当所述三位五通电磁阀的反动作线圈通电后，所述正动作气路为关闭状态。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，清枪系统回路通过两位三通电磁阀A与气柜连接，当所述两位三通电磁阀A通电时，气路接通，清枪系统启动；当所述两位三通电磁阀A断电时，气路关闭，清枪系统结束运动。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，打磨装置回路通过两位三通电磁阀B与气柜连接，当所述两位三通电磁阀B通电时，气路接通，打磨装置启动转动；当所述两位三通电磁阀B断电时，气路关闭，打磨装置结束打磨工作。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，焊枪装置回路通过两位三通电磁阀C与气柜连接，当所述两位三通电磁阀C通电时，气路接通，焊枪装置中的遮盖板闭合；当所述两位三通电磁阀C断电时，气路关闭，焊枪装置中的遮盖板打开。
进一步的，前述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，气源处理三联件依次为空气过滤器、减压阀及油雾器;所述空气过滤器对进入的气源进行清洁，过滤压缩空气中的水分；所述减压阀对过滤完毕的气源进行稳压，使气源处于恒定状态；所述油雾器对机体运动部件进行润滑，对不方便加润滑油的部件进行润滑。
本发明的有益效果是：本发明解决了现有技术中船用低速机气阀焊接机器人工作站中的气动系统功能单一的缺点，通过气路控制系统整合了多条控制回路的气动系统，用户可以根据需要选配以上控制回路以实现多种功能，使各个回路的气动系统能够充分利用，提高了生产效率。同时，本发明的气动卡盘回路及快换装置回路均通过三位五通电磁阀与气源连接，即使给正动作线圈断电后正动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给反动作线圈通电为止；反之，反动作线圈通电时，则反动作气路接通，即使给反动作线圈断电后反动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给正动作线圈通电为止，这样即使系统断电或突然停电，卡盘上的工件和快换器上的焊枪或者打磨头也不会掉落，起到安全保护的作用。
附图说明
图1为本发明的气动系统示意图。
具体实施方式
本实施例提供的一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气动控制系统，如图1所示，包括气源1，本实施例中气源为安装有螺杆式空气压缩机的焊接气柜，该焊接气柜的出口通过管路连接压缩空气系统2。压缩空气系统包括空气压缩机及空气干燥器，空气压缩机的排气口与空气干燥器的进气口相连接，空气干燥器的出口通过管路及气源处理三联件3与焊接机器人工作站的各单元回路相连接。
其中，单元回路包括第一气动卡盘回路4、第二气动卡盘回路5、清枪系统回路6、打磨装置回路7、焊枪装置回路8及快换装置回路9。第一气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀A41、节流阀A42及第一气动卡盘43；第二气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀B51、节流阀B52及第二气动卡盘53；清枪系统回路包括依次设置的两位三通电磁阀A61、节流阀C62及清枪系统63；打磨装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀B71、节流阀D72及打磨装置73；焊枪装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀C81、节流阀E82及焊枪装置83；快换装置回路包括依次设置的三位五通电磁阀C91、节流阀F92及快换装置93。
具体使用时通过焊接机器人工作站的总控制器操控整个气路，管理所有电磁阀的开合，通过机器人示教器操控除第一气动卡盘、第二气动卡盘回路以外的气路。其中，当试验过程中，气路可通过示教器与总控制器手动单独控制，单独开合某个气路；当需要在机器人动作程序中控制气路的开合时，则会在示教器中通过程序语句的方式控制。
本实施例的工作过程为：先将机器人调到示教模式，通过示教盒对机器人进行编程，确定焊枪运动的姿态与运动轨迹，并示教好取枪、放枪、取打磨装置、打磨程序、放打磨装置等动作程序然后在进行焊接时再将机器人调到自动模式，焊枪即会按照示教模式编好的程序运动焊接。
选择好需要焊接的工件和所需变位机后，开启焊接气柜，并保持待机状态，点击示教器的启动按钮后，焊接气柜开始供气，通过管路将高压气体输送至空气压缩机内，通过空气压缩机排气口进入冷干机,并通过冷干机对气体进行干燥处理。
此时，气体依次进入气源处理三联件的空气过滤器、减压阀及油雾器。首先，空气过滤器对进入的气源的进行清洁，过滤去除压缩空气中的水分，避免水分随气体进入装置。随后减压阀对过滤后的气源进行稳压，使气源处于恒定状态，可减小因气源气压突变时对阀门或执行器等硬件的损伤。油雾器则对机体运动部件进行润滑，对不方便加润滑油的部件进行润滑，大大延长机体的使用寿命。随后进入第一气动卡盘回路，工作站总控器操控三位五通电磁阀A的正动作线圈通电，正动作气路接通，第一卡盘处于收紧状态，夹紧一号工件。三位五通电磁阀具有1个进气孔，用于接进气气源、1个正动作出气孔和1个反动作出气孔，分别提供给目标设备的一正一反动作的气源、1个正动作排气孔和1个反动作排气孔，安装有消声器。给正动作线圈通电，则正动作气路接通，正动作出气孔有气，气体由进气孔流进正动作出气孔，此时反动作出气孔和反动作排气孔联通，将反动作气路的气排空，即使给正动作线圈断电后正动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给反动作线圈通电为止。 给反动作线圈通电，则反动作气路接通，反动作出气孔有气，气体由进气孔流进反动作出气孔，此时正动作出气孔和正动作排气孔联通，将反动作气路的气排空即使给反动作线圈断电后反动作气路仍然是接通的，将会一直维持到给正动作线圈通电为止。两个线圈全部断电时，所有进气口关闭；排气口关闭，气动元件处于保压状态。
工作站总控制器操控机器人进行取枪动作，并操控焊枪装置回路的两位三通电磁阀C断电，气路关闭，焊枪装置中的遮盖板打开；此时，快换装置回路的三位五通电磁阀C的正动作线圈通电，正动作气路接通，快换器处于吸合状态，通过快换器与焊枪的连接法兰连接，完成取枪动作。
下一步进入清枪剪丝工序，清枪系统回路中通过两位三通电磁阀A、两位三通电磁阀A’分别控制清枪动作及剪丝动作。当两位三通电磁阀A通电时，气路接通，清枪动作开始启动；当两位三通电磁阀A断电时，气路关闭，清枪动作停止运行。当两位三通电磁阀A’通电时，气路接通，剪丝动作开始启动；当两位三通电磁阀A’断电时，气路关闭，剪丝动作停止运行。
在完成对一号工件的焊接工序后，机器人进行放枪动作，快换装置的三位五通电磁阀C的反动作线圈通电，反动作气路接通，快换器打开，焊枪放置于焊枪工装台上。同时，焊枪装置回路的两位三通电磁阀C通电，气路接通，焊枪装置中的遮盖板闭合，防止灰尘油污等进入焊枪接口处。
下一步进入打磨工序，机器人首先进行取打磨装置动作，快换装置回路的三位五通电磁阀C的正动作线圈通电，正动作气路接通，快换器处于吸合状态，通过快换器与打磨装置的连接法兰连接，完成取打磨装置动作。当打磨装置移动至一号工件位置时，打磨装置回路的两位三通电磁阀B通电，气路接通，打磨装置开始转动，进行打磨工序；当打磨工序完成后，两位三通电磁阀B断电，气路关闭，打磨装置结束打磨工作。此时，机器人将打磨装置移动放置于打磨工装台的工作位内，快换装置的三位五通电磁阀C的反动作线圈通电，反动作气路接通，快换器打开，完成放打磨装置的动作。
完成对一号工件的焊接处理后，进入二号工件焊接工序：工作站总控制器操控三位五通电磁阀B的正动作线圈通电，正动作气路接通，第二卡盘处于收紧状态，夹紧二号工件。并依次进行取枪、焊接、清枪剪丝、放枪、取打磨装置、放打磨装置的工序。
在完成对一号、二号工件的焊接处理后，工作站总控制器操控三位五通电磁阀A及三位五通电磁阀B的反动作线圈通电，反动作气路接通，第一卡盘及第二卡盘松开，通过吊装吊具取走工件。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，包括焊接气柜，其特征在于：所述焊接气柜的出口通过管路连接压缩空气系统，所述压缩空气系统包括空气压缩机及空气干燥器，所述空气压缩机的排气口与空气干燥器的进气口相连接，所述空气干燥器的出口通过管路及气源处理三联件与焊接机器人工作站的各单元回路相连接；所述单元回路包括第一气动卡盘回路、第二气动卡盘回路、清枪系统回路、打磨装置回路、焊枪装置回路及快换装置回路；所述第一气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀A、节流阀A及第一气动卡盘；所述第二气动卡盘回路包括依次设置的三位五通电磁阀B、节流阀B及第二气动卡盘；所述清枪系统回路包括依次设置的两位三通电磁阀A、节流阀C及清枪系统；所述打磨装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀B、节流阀D及打磨装置；所述焊枪装置回路包括依次设置的两位三通电磁阀C、节流阀E及焊枪装置；所述快换装置回路包括依次设置的三位五通电磁阀C、节流阀F及快换装置。
2.根据权利要求1所述的船用低速机气阀焊接机器人气路控制系统，其特征在于：所述第一气动卡盘回路通过三位五通电磁阀A与气柜连接，当所述三位五通电磁阀A的正动作线圈通电时，正动作气路接通，第一卡盘加紧；当所述三位五通电磁阀A的反动作线圈通电时，反动作气路接通，第一卡盘松开。
3.根据权利要求1所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：所述第二气动卡盘回路通过三位五通电磁阀B与气柜连接，当所述三位五通电磁阀B的正动作线圈通电时，正动作气路接通，第二卡盘加紧；当所述三位五通电磁阀B的反动作线圈通电时，反动作气路接通，第二卡盘松开。
4.根据权利要求1所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站控制系统，其特征在于：所述快换装置回路通过三位五通电磁阀C与气柜连接，当所述三位五通电磁阀C的正动作线圈通电时，正动作气路接通，快换器吸合；当所述三位五通电磁阀C的反动作线圈通电时，反动作气路接通，快换器打开。
5.根据权利要求2、3或4所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：当所述三位五通电磁阀的正动作线圈断电后，所述正动作气路为接通状态，当所述三位五通电磁阀的反动作线圈通电后，所述正动作气路为关闭状态。
6.根据权利要求2所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：所述清枪系统回路通过两位三通电磁阀A与气柜连接，当所述两位三通电磁阀A通电时，气路接通，清枪系统启动；当所述两位三通电磁阀A断电时，气路关闭，清枪系统结束运动。
7.根据权利要求2所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：所述打磨装置回路通过两位三通电磁阀B与气柜连接，当所述两位三通电磁阀B通电时，气路接通，打磨装置启动转动；当所述两位三通电磁阀B断电时，气路关闭，打磨装置结束打磨工作。
8.根据权利要求2所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：所述焊枪装置回路通过两位三通电磁阀C与气柜连接，当所述两位三通电磁阀C通电时，气路接通，焊枪装置中的遮盖板闭合；当所述两位三通电磁阀C断电时，气路关闭，焊枪装置中的遮盖板打开。
9.根据权利要求1所述的船用低速机气阀焊接机器人工作站气路控制系统，其特征在于：所述气源处理三联件依次为空气过滤器、减压阀及油雾器;所述空气过滤器对进入的气源进行清洁，过滤压缩空气中的水分；
所述减压阀对过滤完毕的气源进行稳压，使气源处于恒定状态；
所述油雾器对机体运动部件进行润滑，对不方便加润滑油的部件进行润滑。
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