CN106956061A - 焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法 - Google Patents

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顾菁
刚域森
贺鹏
刘垒垒
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    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/095Monitoring or automatic control of welding parameters
    • B23K9/0953Monitoring or automatic control of welding parameters using computing means

Abstract

本发明公开了一种焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法,焊接电流给定、焊接电压给定、送丝速度给定均由初始化面板模拟量输入给定或由机器人上位机控制器通过环网或模拟量 IO 接口初始化提供给焊接电源,由焊接电源核心处理机制进行初始分配,并输出给电弧负载,当负载功率发生变化时反馈给电源核心控制单元,由核心控制单元处理并同工业弧焊机器人控制器交互通信,并协调控制机器人空间规划轨迹;当机器人的空间速度变化时,机器人也同电源协调通信,电源能够根据机器人的变化量改变焊接输出的电流、电压、送丝速度值。本发明能可以广泛用于机器人自动化焊接比较复杂的工况,提高劳动生产率。

Description

焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法。
背景技术
[0002]目前,全球四大家族的机器人如库卡、ABB、FUNC、安川他们都没有自己的焊接电源 或没有同焊接电源交互闭环控制,从而导致焊接电源同工业弧焊机器人各自执行各自的系 统指令,弧焊工业机器人没有真正发挥他们的优势,每当外部发生一定空间或影响焊接表 面的改变,就需要重新重新编程示教并反复调节焊接工艺,浪费大量的人力并无法保证产 品的一致性。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种能可以广泛用于机器人自动化焊接比较复杂的工况, 提高劳动生产率的焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法。
[0004] 本发明的技术解决方案是: 一种焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法,其特征是:焊接电流给 定、焊接电压给定、送丝速度给定均由初始化面板模拟量输入给定或由机器人上位机控制 器通过CAN总线、ETHERCAT总线、DEVICENET、ETHERNET、千兆环网或模拟量10接口初始 化提供给焊接电源,由焊接电源核心处理机制进行初始分配,并输出给电弧负载,当负载功 率发生变化时反馈给电源核心控制单元,由核心控制单元处理并同工业弧焊机器人控制器 交互通信,并协调控制机器人空间规划轨迹,以补偿电弧功率的变化,改变行走速度或空间 轨迹,使其维持在一个稳定功率状态,保持焊缝的美观及一致;同样,当机器人的空间速度 变化时,机器人也同电源协调通信,电源能够根据机器人的变化量改变焊接输出的电流、电 压、送丝速度值,从而使其保证在一个相对稳定的恒功率输出状态。
[0005] 具体工作步骤: 当焊接电源同工业弧焊机器人通过相关的通信接口连接确认后,焊接电源接受机器人 控制器下发的焊接电流、焊接电压、送丝速度预设指令,机器人通过示教盒编程规划空间焊 接轨迹,当机器人焊接行走到焊接起始位置时,下发给焊接电源起始寻位成功信号,焊机启 动,当电流电压维持一个稳定的状态时,焊机向机器人发送一个引弧成功信号,机器人按照 既定的规划路径执行动作,当由于工件的翘曲或锈蚀等可能影响焊接质量条件发生市,焊 接电弧电压、电流会短时间发生突变,控制系统快速反馈并协调反馈调整输出并上发给弧 焊机器人控制器改变并微调规划的速度、枪与工件的距离,维持焊接电弧功率稳定,从而保 证焊接的工艺一致性;同样,当弧焊机器人在遇到需要拐弯过渡时,弧焊机器人控制器同时 下发相关的数据给焊接电源,焊接电源根据自身条件来改变输出的焊接功率以达到稳定过 渡,从而实现了焊接电源同机器人相互协调工作,保证了焊接电源输出功率同弧焊工业机 器人动作关联的闭环控制。
[_6]本发明可以广泛用于机器人自动化焊接比较复杂的工况,比如有转弯过渡、部分 有锈蚀或污垢金属表面焊接、工件放置有误差不水平、在不同焊接段所引起的焊接面翘曲 等,本发明通根据如&电压、电流采集的变化量自适应调节相关参数并与机器人协调动作, 从而能够在以上所应用的环境下保证焊缝成型一致性,从而提高了产品的品质和合格率, 减少人工处理工件表面,从而大大的提高了劳动生产率。 ’
附图说明
[0007]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0008]图1是本发明一个实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
[0009] —种焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法,焊接电流给定、焊 接电压给定、送丝速度给定均由初始化面板模拟量输入给定或由机器人上位机控制器通过 CAN总线、ETHERCAT总线、DEVICENET、ETHERNET、千兆环网或模拟量10接口初始化提供 给焊接电源,由焊接电源核心处理机制进行初始分配,并输出给电弧负载,当负载功率发^ 变化时反馈给电源核心控制单元,由核心控制单元处理并同工业弧焊机器人控制器交互通 信,并协调控制机器人空间规划轨迹,以补偿电弧功率的变化,改变行走速度或空间轨迹, 使其维持在一个稳定功率状态,保持焊缝的美观及一致;同样,当机器人的空间速度变化 时,机器人也同电源协调通信,电源能够根据机器人的变化量改变焊接输出的电流、电压、 送丝速度值,从而使其保证在一个相对稳定的恒功率输出状态; 具体工作步骤: 当焊接电源同工业弧焊机器人通过相关的通信接口连接确认后,焊接电源接受机器人 控制器下发的焊接电流、焊接电压、送丝速度预设指令,机器人通过示教盒编程规划空间焊 接轨迹,当机器人焊接行走到焊接起始位置时,下发给焊接电源起始寻位成功信号,焊机启 动,当电流电压维持一个稳定的状态时,焊机向机器人发送一个引弧成功信号,机器人按照 既定的规划路径执行动作,当由于工件的翘曲或锈蚀等可能影响焊接质量条件发生市,焊 接电弧电压、电流会短时间发生突变,控制系统快速反馈并协调反馈调整输出并上发给弧 焊机器人控制器改变并微调规划的速度、枪与工件的距离,维持焊接电弧功率稳定,从而保 证焊接的工艺一致性;同样,当弧焊机器人在遇到需要拐弯过渡时,弧焊机器人控制器同时 下发相关的数据给焊接电源,焊接电源根据自身条件来改变输出的焊接功率以达到稳定过 渡,从而实现了焊接电源同机器人相互协调工作,保证了焊接电源输出功率同弧焊工业机 器人动作关联的闭环控制。

Claims (2)

1.一种焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法,其特征是:焊接电流 给定、焊接电压给定、送丝速度给定均由初始化面板模拟量输入给定或由机器人上位机控 制器通过CAN总线、ETHERCAT总线、DEVICENET、ETHERNET、千兆环网或模拟量10接口初 始化提供给焊接电源,由焊接电源核心处理机制进行初始分配,并输出给电弧负载,当负载 功率发生变化时反馈给电源核心控制单元,由核心控制单元处理并同工业弧焊机器人控制 器交互通信,并协调控制机器人空间规划轨迹,以补偿电弧功率的变化,改变行走速度或空 间轨迹,使其维持在一个稳定功率状态,保持焊缝的美观及一致;同样,当机器人的空间速 度变化时,机器人也同电源协调通信,电源能够根据机器人的变化量改变焊接输出的电流、 电压、送丝速度值,从而使其保证在一个相对稳定的恒功率输出状态。
2.根据权利要求1所述的焊接电源功率输出变化与弧焊机器人动作闭环控制方法,其 特征是:具体工作步骤: 当焊接电源同工业弧焊机器人通过相关的通信接口连接确认后,焊接电源接受机器人 控制器下发的焊接电流、焊接电压、送丝速度预设指令,机器人通过示教盒编程规划空间焊 接轨迹,当机器人焊接行走到焊接起始位置时,下发给焊接电源起始寻位成功信号,焊机启 动,当电流电压维持一个稳定的状态时,焊机向机器人发送一个引弧成功信号,机器人按照 既定的规划路径执行动作,当由于工件的翘曲或锈蚀等可能影响焊接质量条件发生市,焊 接电弧电压、电流会短时间发生突变,控制系统快速反馈并协调反馈调整输出并上发给弧 焊机器人控制器改变并微调规划的速度、枪与工件的距离,维持焊接电弧功率稳定,从而保 证焊接的工艺一致性;同样,当弧焊机器人在遇到需要拐弯过渡时,弧焊机器人控制器同时 下发相关的数据给焊接电源,焊接电源根据自身条件来改变输出的焊接功率以达到稳定过 渡,从而实现了焊接电源同机器人相互协调工作,保证了焊接电源输出功率同弧焊工业机 器人动作关联的闭环控制。
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