CN107053181A - 一种转向支撑机器人焊接控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转向支撑机器人焊接控制系统,所述转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人控制模块、外部轴控制模块、焊接电源模块、清枪控制模块、焊枪及防撞模块、电控模块。所述机器人控制模块包括:机器人本体、机器人控制器、示教器、机器人变压器。所述外部轴控制模块包括:外部轴控制器、外部轴电机、外部轴电缆。所述电控模块包括:变位机电控、夹具电控。本发明给出了完整的系统构成和各自的功能描述,通过该系统可以对转向支撑的产品进行机器人自动化焊接。
Description
技术领域
本发明属于机器人焊接技术领域,尤其涉及一种转向支撑机器人焊接控制系统。
背景技术
转向支撑作为汽车零部件之一属于结构复杂的焊接结构件,在汽车制造工业自动化程度较高的今天,机器人焊接已经覆盖汽车焊接部件的90%以上,然而部分汽车零部件的复杂程度要采用机器人来进行焊接是非常困难的,特别是在工件密集度高,焊装夹具实现困难的诸如转向支撑这一类的零部件,为了充分发挥机器人焊接的高效率、产品质量稳定性优势,对转向支撑采用机器人焊接是大势所趋,构建一套完整的转向支撑焊接系统是非常复杂的系统工程,从工艺角度上讲,进行焊接工艺划分是非常艰难的工作,将复杂的转向支撑拆解成2-3个步骤来实现分步焊接后形成最终产品,因此对产品的工艺拆解和工装设计将是一个重点,另外构建的机器人焊接系统能够结合工艺划分和工装结构来真正实现转向支撑的机器人焊接也是非常关键的一项控制方法。
综上所述,现有技术存在的问题是:由于部分汽车零部件的复杂程度高,工件密集度高,焊装夹具实现困难,导致机器人不能焊接。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转向支撑机器人焊接控制系统,旨在解决由于部分汽车零部件的复杂程度高,工件密集度高,焊装夹具实现困难,导致机器人不能焊接问题。
本发明是这样实现的,一种转向支撑机器人焊接控制系统,所述转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人控制模块、外部轴控制模块、焊接工装模块、焊接电源模块、清枪控制模块、焊枪及防撞模块、电控模块。
机器人控制模块作为系统的控制核心,外部轴控制模块与机器人控制模块连接,实现对焊接工装的位置变换,电控模块分别与机器人控制模块和焊接工转模块连接,一方面实现焊接工装夹具的定位和压紧动作的执行,便于固定和拆卸工件。
作为自动化焊接系统的关键部分焊接电源模块也是非常重要的,它与机器人控制模块连接可以实现焊接过程参数的调整和状态监测;焊枪作为执行机构与焊接电源模块,
清枪控制模块通过机器人控制模块实现对焊枪的清理工作,便于实现高效率的自动化焊接工作。
进一步,所述机器人控制模块包括:机器人本体、机器人控制器、示教器、机器人电缆。机器人本体、示教器各自通过机器人电缆与机器人控制器连接,机器人本体作为执行机构,示教器作为人机信息交互界面。
进一步,所述外部轴控制模块包括:外部轴控制器、外部轴电机、外部轴电缆。外部轴控制器一方面通过外部轴电缆与外部轴电机连接另外通过控制线缆与机器人控制器连接。再通过机械装置实现焊接工装的位置变换功能。
进一步,所述电控模块包括:变位机电控、焊接夹具电控。变位机电控和焊接夹具电控均通过电缆与机器人控制器连接,焊接夹具设定操作按钮,便于操作者对焊接夹具的动作操控,变位机电控主要实现对焊接系统的电气控制功能的补充。
进一步,所述焊接电源模块包括:焊接电源、送丝装置、焊枪、导电装置,送丝装置与焊接电源相连,焊枪与送丝装置相连,导电装置与焊接电源相连。
进一步,所述转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人系统、焊接系统、外部轴系统、焊接工装系统、电控系统、清枪装置。机器人系统与外部轴系统连接,焊接系统与机器人系统连接,电控系统与焊接工装系统连接,清抢装置与机器人系统连接。
焊接系统与机器人系统即相互独立又相互联系,各自作为一个完整的控制系统,通过控制又联系在一起构成机器人焊接系统,结合焊接工装夹具及工件、电控系统、清枪装置构成正对转向支撑机器人焊接系统。
本发明提供的转向支撑机器人焊接控制系统及控制方法,给出了完整的系统构成和各自的功能描述,通过该系统可以对转向支撑的产品进行机器人自动化焊接。
附图说明
图1是本发明实施例提供的转向支撑机器人焊接控制系统结构示意图;
图中:1、机器人控制模块;2、外部轴控制模块;3、焊接工装模块;4、电控模块;5、清枪控制模块;6、焊接电源模块;7、焊枪及防撞模块。
图2是本发明实施例提供的转向支撑机器人焊接控制系统实物图;
图中:8、清枪装置;9、变位机电控箱;10、变位机工位;11、机器人控制箱;12、机器人变压器;13、焊机;14、底座;15、焊接夹具;16、机器人本体。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示,本发明实施例提供的转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人控制模块1、外部轴控制模块2、焊接工装模块3、电控模块4、清枪控制模块5、焊接电源模块6、焊枪及防撞模块7。
机器人控制模块1作为系统的控制核心;
外部轴控制模块2与机器人控制模块1连接,实现对焊接工装的位置变换;
电控模块4分别与机器人控制模块1和焊接工转模块3连接,一方面实现焊接工装夹具的定位和压紧动作的执行,便于固定和拆卸工件。
作为自动化焊接系统的关键部分焊接电源模块6也是非常重要的,它与机器人控制模块1连接可以实现焊接过程参数的调整和状态监测;焊枪作为执行机构与焊接电源模块6。
清枪控制模块5通过机器人控制模块1实现对焊枪的清理工作,便于实现高效率的自动化焊接工作。
机器人控制模块1包括:机器人本体、机器人控制器、示教器、机器人变压器。机器人本体、示教器各自通过机器人电缆与机器人控制器连接,机器人本体作为执行机构,示教器作为人机信息交互界面。
外部轴控制模块2包括:外部轴控制器、外部轴电机、外部轴电缆。外部轴控制器一方面通过外部轴电缆与外部轴电机连接另外通过控制线缆与机器人控制器连接。再通过机械装置实现焊接工装的位置变换功能。
电控模块4包括:变位机电控、夹具电控。变位机电控和焊接夹具电控均通过电缆与机器人控制器连接,焊接夹具设定操作按钮,便于操作者对焊接夹具的动作操控,变位机电控主要实现对焊接系统的电气控制功能的补充。
还包括:头尾架变位机、底座组件、工房、安装支架、焊接夹具。变位机电控和焊接夹具电控均通过电缆与机器人控制器连接,焊接夹具设定操作按钮,便于操作者对焊接夹具的动作操控,变位机电控主要实现对焊接系统的电气控制功能的补充。
所述焊接电源模块6包括:焊接电源、送丝装置、焊枪、导电装置,送丝装置与焊接电源相连,焊枪与送丝装置相连,导电装置与焊接电源相连。
所述转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人系统、焊接系统、外部轴系统、焊接工装系统、电控系统、清枪装置。机器人系统与外部轴系统连接,焊接系统与机器人系统连接,电控系统与焊接工装系统连接,清抢装置与机器人系统连接。
焊接系统与机器人系统即相互独立又相互联系,各自作为一个完整的控制系统,通过控制又联系在一起构成机器人焊接系统,结合焊接工装夹具及工件、电控系统、清枪装置构成正对转向支撑机器人焊接系统。
如图2所示,本发明实施例提供的转向支撑机器人焊接控制系统包括:清枪装置8、变位机电控箱9、变位机工位10、机器人控制柜11、机器人变压器12、焊机13、底座14、机器人本体16。
在本发明的实施例中:
1、机器人臂展最大范围是1.4米。
2、焊接电源选用OTC数字化逆变机器人专用焊机DM-350机器人焊接电源。
3、焊枪在持续焊接一段时间后,很容易在喷嘴内侧粘附较多的焊接飞溅,需要及时清理,如果不清理会对焊接过程中的气体保护造成障碍,从而引发气孔等焊接缺陷。清枪系统具有清理喷嘴焊渣、剪切焊丝端部和为喷嘴喷洒防飞溅液的功能,对于长时间持续焊接的机器人用焊枪而言,为了降低焊接缺陷引发的焊接不合格品,保证焊接过程的持续稳定工作,清枪系统比不可少。
4、焊枪及防撞装置均采用OTC配套产品。焊枪采用机器人专用350A焊枪,带螺纹喷嘴,具有校枪工具,当焊枪被撞后,一方面可以通过防撞器焊枪自动复位,如果焊枪被撞得很严重,可以通过校枪工具将焊枪调整到标准位置,省去了重新调整焊接程序的麻烦。
5、头尾架变位机,采用单边驱动,尾架从动方式,驱动元件采用由机器人外部轴系统控制的伺服电机,传动部件采用精密减速机构,保证重复定位的精度。变位机采用型材焊接后退火处理,保证刚性和不变形。变位机中伺服电机的驱动功率为1.2KW,变位机台面的承重量为额定500kg,最大回转半径550mm,开档尺寸2500mm。尾架采用回转支撑结构,保证尾架中空轴,这样便于夹具中的气管和电缆可以方便进入到夹具台面上。开关电源采用台湾明纬产品,继电器等采用施耐德产品。变位机与夹具实现标准机械接口,有定位销,连接可靠。
6、变位机电控主要为夹具系统提供供电,其中包括夹具的控制用电和焊接时的导电,同时为清枪装置、机器人、夹具等提供电气通信接口,配置多工位启动盒。在每一个工位旁边设置操作盒,方便操作。因系统中有两个焊接工位,需要追加多工位的启动操作,具有启动、暂停、急停、运行指示、停止指示功能。变为机导电装置是将焊接电源的大功率用电通过导电装置顺利的传导给焊接夹具和工件,保证焊接电流和电压的稳定,同时与其它相关设备很好的电气绝缘,因焊接用电功率大、本系统导电能力强(额定500A),散热好。
7、夹具电控
夹具电控采用PLC作为控制核心,控制夹具气缸的动作,以气缸磁性开关作为到位检测信号,电磁气阀和磁性开关由夹具方提供。
1)每套夹具具有独立的控制系统,供电通过变为机电控提供,标准电气接口,每套夹具具有两种控制方式,及手动控制和自动控制方式。
2)手动控制方式通过控制开关将每一组气缸的动作单独控制,便于夹具调试和解决夹具故障。
3)自动控制方式是通过一个键控制夹紧,一个键控制打开;一个键控制一键打开,相应有指示灯提示,同时与机器人信号联动,当夹具夹紧到位后机器人执行焊接程序,当机器人焊接完成后可以通过机器人发送夹具打开命令,夹具自动依次打开,操作者只需要取件,然后再装件。
4)夹具控制中所使用的开关、按钮均采用施奈德产品,开关电源采用台湾明伟品牌产品,PLC采用日本三菱品牌产品,电气用航空插头采用威普航插。阀岛、磁性开关等采用亚德克产品。
5)夹具控制用线均有防飞溅保护套。
8、底座组件包含机器人底座、连接支架等安装附件。机器人安装底座采用型材焊接而成,消应力处理,安装部位精加工,表面喷漆处理,系统为控制柜(机器人控制器、焊机、变压器等)提供专用的放置支架和其它的辅助支架。
9、系统稳定及安全
系统采用集中供气方式或瓶装气,压缩空气出口压力控制在0.6-0.8MPa;操作盒上安装急停按钮。
10、工房尺寸:长15.6米×宽3.5米×高2.8米。开门时间约1.5秒。两侧开门,门帘用防火PVC,采用电动控制,工业照明灯分别对应每个工位。另外左右侧设置两个设备检修门,焊机、机器人控制柜等放置在工房外侧,便于开机和检修。碳钢矩管作为骨架,再用1.0左右的钢板进行封闭,留机器人线孔和吸烟风口。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述转向支撑机器人焊接控制系统包括
机器人控制模块,作为系统的控制核心;
外部轴控制模块与机器人控制模块连接,实现对焊接工装的位置变换;
电控模块分别与机器人控制模块和焊接工转模块连接,用于实现焊接工装夹具的定位和压紧动作的执行,便于固定和拆卸工件;
焊接电源模块与机器人控制模块连接,用于实现焊接过程参数的调整和状态监测;焊枪作为执行机构与焊接电源模块;
清枪控制模块,通过机器人控制模块实现对焊枪的清理工作,实现高效率的自动化焊接工作。
2.如权利要求1所述的转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述机器人控制模块包括:机器人本体、机器人控制器、示教器、机器人电缆;
机器人本体、示教器各自通过机器人电缆与机器人控制器连接,机器人本体作为执行机构,示教器作为人机信息交互界面。
3.如权利要求1所述的转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述外部轴控制模块包括:外部轴控制器、外部轴电机、外部轴电缆;
外部轴控制器通过外部轴电缆与外部轴电机连接另外通过控制线缆与机器人控制器连接;再通过机械装置实现焊接工装的位置变换功能。
4.如权利要求1所述的转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述电控模块包括:变位机电控、焊接夹具电控;
变位机电控和焊接夹具电控均通过电缆与机器人控制器连接;焊接夹具设定操作按钮,操作者对焊接夹具的动作操控;变位机电控实现对焊接系统的电气控制功能的补充。
5.如权利要求1所述的转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述焊接电源模块包括:焊接电源、送丝装置、焊枪、导电装置;送丝装置与焊接电源相连,焊枪与送丝装置相连,导电装置与焊接电源相连。
6.如权利要求1所述的转向支撑机器人焊接控制系统,其特征在于,所述转向支撑机器人焊接控制系统包括:机器人系统、焊接系统、外部轴系统、焊接工装系统、电控系统、清枪装置;
机器人系统与外部轴系统连接,焊接系统与机器人系统连接,电控系统与焊接工装系统连接,清抢装置与机器人系统连接。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170818 |
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