CN107378221A - 汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统。汽车焊接控制系统包括上位机监测系统、数据基站存储系统、可编程控制器、以太网模块、焊接机器人、汽车焊枪状态数据采集系统，汽车焊枪状态数据采集系统和焊接机器人均与可编程控制器连接，可编程控制器通过以太网模块与数据基站存储系统通信连接，数据基站存储系统与上位机监测系统通信连接，汽车焊枪状态数据采集系统被配置为在被感测汽车焊枪的压力值和电阻值。本发明提供的汽车焊接控制系统通过汽车焊枪状态数据采集系统可以测量汽车焊枪的压力值和静态电阻，便于上位机监测系统分析处理，以控制焊接机器人执行焊接操作。

Description

汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统

技术领域

本发明涉及汽修领域，具体而言，涉及一种汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统。

背景技术

随着工业化自动化的发展，在汽车焊接领域，开始出现机器人操作汽车焊枪进行焊接。焊接的过程中，汽车焊枪内部的压力以及焊枪静态电阻是重要的参考指标，目前并没有针对汽车焊枪压力和静态电阻采集的产品。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种厂区火灾防治机器人及系统，以改善上述的问题。

为了达到上述的目的，本发明实施例采用的技术方案如下所述：

第一方面，本发明实施例提供了一种汽车焊接控制系统，所述汽车焊接控制系统包括上位机监测系统、数据基站存储系统、可编程控制器、以太网模块、焊接机器人、汽车焊枪状态数据采集系统，所述汽车焊枪状态数据采集系统和焊接机器人均与所述可编程控制器连接，所述可编程控制器通过所述以太网模块与所述数据基站存储系统通信连接，所述数据基站存储系统与所述上位机监测系统通信连接，所述汽车焊枪状态数据采集系统应用于汽车焊枪，所述汽车焊枪包括电极帽，所述汽车焊枪形成一回路，所述回路引出有两个测量点，所述汽车焊枪安装于所述焊接机器人，所述汽车焊枪状态数据采集系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，所述电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接，所述电阻测量板与所述输入接口电连接，所述压力传感器通过所述输入接口与所述压力变送器电连接，所述压力变送器和所述电阻测量板均与所述输出接口电连接，所述输入接口与所述可编程控制器电连接，所述压力传感器被配置为在被所述汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，所述电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。

进一步地，所述汽车焊枪状态数据采集系统还包括继电器，所述继电器的一端通过所述输入接口与所述可编程控制器连接，所述继电器的另一端与所述电阻测量板电连接，所述可编程控制器被配置为在所述汽车焊枪工作的时候控制所述继电器断开与所述电阻测量板之间的连接，及在所述汽车焊枪断电的时候控制所述继电器恢复与所述电阻测量板之间的连接。

进一步地，所述压力传感器被配置为将感测到的汽车焊枪的压力值通过输出接口发送至所述可编程控制器，所述可编程控制器被配置为将所述压力值通过所述以太网模块发送至所述数据基站存储系统进行存储，所述上位机监测系统被配置为分析处理所述压力值。

进一步地，所述电阻测量板被配置为将感测的所述汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至所述可编程控制器，所述可编程控制器被配置为将所述电阻值通过所述以太网模块发送至所述数据基站存储系统进行存储，所述上位机监测系统被配置为分析处理所述电阻值。

进一步地，所述上位机监测系统还被配置为在分析出所述电阻值或者压力值异常时，通过所述以太网模块发送控制命令到所述可编程控制器，所述可编程控制器还被配置为响应所述控制命令控制所述焊接机器人执行与所述控制命令对应的操作。

进一步地，所述输入接口还被配置为连接外部电源，所述电源模块为降压模块，被配置为将所述外部电源的电压降至所述汽车焊枪状态数据采集系统的工作电压。

第二方面，本发明实施例提供了一种汽车焊枪状态数据采集系统，应用于汽车焊枪，所述汽车焊枪包括电极帽，所述汽车焊枪形成一回路，所述回路引出有两个测量点，所述系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，所述电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接，所述电阻测量板与所述输入接口电连接，所述压力传感器通过所述输入接口与所述压力变送器电连接，所述压力变送器和所述电阻测量板均与所述输出接口电连接，所述输入接口与一可编程控制器电连接，所述压力传感器被配置为在被所述汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，所述电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。

进一步地，所述汽车焊枪状态数据采集系统还包括继电器，所述继电器的一端通过所述输入接口与所述可编程控制器连接，所述继电器的另一端与所述电阻测量板电连接，所述可编程控制器被配置为在所述汽车焊枪工作的时候控制所述继电器断开与所述电阻测量板之间的连接，及在所述汽车焊枪断电的时候控制所述继电器恢复与所述电阻测量板之间的连接。

进一步地，所述压力传感器被配置为将感测到的汽车焊枪的压力值通过所述输出接口发送至所述可编程控制器，所述电阻测量板被配置为将感测的所述汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至所述可编程控制器。

进一步地，所述输入接口还被配置为连接外部电源，所述电源模块为降压模块，被配置为将所述外部电源的电压降至所述汽车焊枪状态数据采集系统的工作电压。

本发明实施例提供了一种汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统，所述汽车焊接控制系统包括上位机监测系统、数据基站存储系统、可编程控制器、以太网模块、焊接机器人、汽车焊枪状态数据采集系统，所述汽车焊枪状态数据采集系统和焊接机器人均与所述可编程控制器连接，所述可编程控制器通过所述以太网模块与所述数据基站存储系统通信连接，所述数据基站存储系统与所述上位机监测系统通信连接，所述汽车焊枪状态数据采集系统应用于汽车焊枪，所述汽车焊枪包括电极帽，所述汽车焊枪形成一回路，所述回路引出有两个测量点，所述汽车焊枪安装于所述焊接机器人，所述汽车焊枪状态数据采集系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，所述电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接，所述电阻测量板与所述输入接口电连接，所述压力传感器通过所述输入接口与所述压力变送器电连接，所述压力变送器和所述电阻测量板均与所述输出接口电连接，所述输入接口与所述可编程控制器电连接，所述压力传感器被配置为在被所述汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，所述电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。本发明实施例提供的汽车焊接控制系统通过汽车焊枪状态数据采集系统可以测量汽车焊枪的压力值和静态电阻，便于上位机监测系统分析处理，以控制焊接机器人执行焊接操作。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施例提供的汽车焊接控制系统的组成示意图。

图2是本发明实施例提供的汽车焊枪状态数据采集系统采集汽车焊枪压力的应用场景示意图。

图3是本发明实施例提供的汽车焊枪状态数据采集系统的结构示意图。

图标：100-汽车焊接控制系统；10-上位机监测系统；20-数据基站存储系统；30-以太网模块；40-可编程控制器；50-焊接机器人；60-汽车焊枪状态数据采集系统；61-电源模块；62-输入接口；63-输出接口；64-压力传感器；65-压力变送器；66-电阻测量板；67-继电器；70-汽车焊枪；71-电极帽；72-压力传感器保护架；73-测量点。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

请参照图1，是本发明实施例提供的汽车焊接控制系统100的组成示意图。该系统包括上位机监测系统10、数据基站存储系统20、可编程控制器(Programmable LogicController，PLC)40、以太网模块30、焊接机器人50和汽车焊枪状态数据采集系统60。

汽车焊枪状态数据采集系统60和焊接机器人50均与可编程控制器40通信连接。可编程控制器40通过以太网模块30与数据基站存储系统20通信连接，以太网模块30可以为通用的以太网模块，能够通过以太网进行通信，例如网卡。数据基站存储系统20用于存储各种数据，例如可编程控制器40上传的数据。

数据基站存储系统20与上位机监测系统10通信连接，汽车焊枪状态数据采集系统60应用于汽车焊枪，请参照图2，汽车焊枪70包括电极帽71。汽车焊枪70形成一回路，该回路引出有两个测量点73，汽车焊枪70安装于焊接机器人50，通过焊接机器人50操作汽车焊枪70对汽车进行焊接。

请参照图3，汽车焊枪状态数据采集系统60包括电源模块61、输入接口62、输出接口63、压力传感器64、压力变送器65和电阻测量板66。

其中，电源模块61与压力传感器64、压力变送器65和电阻测量板66均电连接，输入接口62连接有外部电源，电源模块61为降压模块，被配置为将外部电源的电压降至汽车焊枪状态数据采集系统60的工作电压。

电阻测量板66与输入接口62电连接，压力传感器64通过输入接口62与压力变送器65电连接，压力变送器65和电阻测量板66均与输出接口63电连接。输入接口62用于与可编程控制器40电连接，压力传感器64被配置为在被汽车焊枪70的电极帽71夹持时感测汽车焊枪70的压力值。具体的，在测量汽车焊枪70的压力值时，将汽车焊枪70的电极帽71夹持在一压力传感器保护架72上，压力传感器保护架72夹持着压力传感器64，以保护压力传感器64不受破坏，压力传感器64感测电极帽71产生的压力，即汽车焊枪70的压力。

电阻测量板66被配置为通过输入接口62与回路的两个测量点73连接时测量汽车焊枪70的电阻值。具体的，在测量汽车焊枪70的静态电阻时，汽车焊枪70表面的两个测量点73为螺丝，在测量时，通过导线将电阻测量板66和螺丝连接以进行电阻测量。电阻测量板66包括主控芯片、基准电源供电模块、恒压模块、运算放大模块和ADC(Analog-to-DigitalConverter，模数变换器)采集模块，基准电源供电模块用于给电阻测量板66的工作提供电源，恒压模块用于给电阻测量板66的工作提供稳定的电压，在对汽车焊枪70的电阻进行测量时，基准电源供电模块给汽车焊枪70表面的两个测量点73提供一个电流，测量两个测量点73之间的电压，主控芯片通过电流和电压即可计算出汽车焊枪70的静态电阻。运算放大模块将采集的微小信号进行放大处理，ADC采集模块用于采集模拟量的信号并量化成数字量的信号。

由于测试汽车焊枪70的电阻时时间不确定，所以在电阻测量板66测试汽车焊枪70的电阻时要一直连接在汽车焊枪70上随时准备着，但是汽车焊枪70在工作期间里面会有一万安的电流，会损坏电阻测量板66，为了保护电阻测量板66，本发明实施例提供汽车焊枪状态数据采集系统60还包括继电器67，继电器67的一端通过输入接口62与可编程控制器40连接，继电器67的另一端与电阻测量板66电连接，可编程控制器40被配置为在汽车焊枪70工作的时候控制继电器67断开与电阻测量板66之间的连接，防止汽车焊枪70的工作电流损坏电阻测量板66。在汽车焊枪70断电的时候，可编程控制器40控制继电器67恢复与电阻测量板66之间的连接，电阻测量板66开始测量汽车焊枪70的静态电阻。

压力传感器64测得汽车焊枪70的压力值后，将感测到的汽车焊枪70的压力值通过输出接口63发送至可编程控制器40，可编程控制器40将所述压力值通过以太网模块30发送至数据基站存储系统20进行存储，上位机监测系统10被配置为分析处理压力值。容易理解的，压力传感器64感测的压力被压力变送器65转换成气动信号或电动信号传送至可编程控制器40。

电阻测量板66测得汽车焊枪70的电阻值后，将感测的汽车焊枪70的电阻值通过输出接口63发送至可编程控制器40，可编程控制器40将所述电阻值通过以太网模块30发送至数据基站存储系统20进行存储，上位机监测系统10被配置为分析处理电阻值。

上位机监测系统10在分析出电阻值或者压力值异常时，通过以太网模块30发送控制命令到可编程控制器40，可编程控制器40响应控制命令控制焊接机器人50执行与控制命令对应的操作。例如控制焊接机器人50上、下、左、右、前、后移动，也可以通过焊接机器人50控制汽车焊枪70断开、闭合、上电等操作。

综上所述，本发明实施例提供了一种汽车焊接控制系统及汽车焊枪状态数据采集系统。该汽车焊接控制系统包括上位机监测系统、数据基站存储系统、可编程控制器、以太网模块、焊接机器人、汽车焊枪状态数据采集系统。汽车焊枪状态数据采集系统和焊接机器人均与所述可编程控制器连接，所述可编程控制器通过所述以太网模块与所述数据基站存储系统通信连接，所述数据基站存储系统与所述上位机监测系统通信连接。汽车焊枪状态数据采集系统应用于汽车焊枪，汽车焊枪包括电极帽，汽车焊枪形成一回路，该回路引出有两个测量点，汽车焊枪安装于焊接机器人，汽车焊枪状态数据采集系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接。电阻测量板与输入接口电连接，压力传感器通过输入接口与压力变送器电连接，压力变送器和电阻测量板均与输出接口电连接，输入接口与可编程控制器电连接，压力传感器被配置为在被汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。本发明实施例提供的汽车焊接控制系统通过汽车焊枪状态数据采集系统可以测量汽车焊枪的压力值和静态电阻，便于上位机监测系统分析处理，以控制焊接机器人执行焊接操作。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种汽车焊接控制系统，其特征在于，所述汽车焊接控制系统包括上位机监测系统、数据基站存储系统、可编程控制器、以太网模块、焊接机器人、汽车焊枪状态数据采集系统，所述汽车焊枪状态数据采集系统和焊接机器人均与所述可编程控制器连接，所述可编程控制器通过所述以太网模块与所述数据基站存储系统通信连接，所述数据基站存储系统与所述上位机监测系统通信连接，所述汽车焊枪状态数据采集系统应用于汽车焊枪，所述汽车焊枪包括电极帽，所述汽车焊枪形成一回路，所述回路引出有两个测量点，所述汽车焊枪安装于所述焊接机器人，所述汽车焊枪状态数据采集系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，所述电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接，所述电阻测量板与所述输入接口电连接，所述压力传感器通过所述输入接口与所述压力变送器电连接，所述压力变送器和所述电阻测量板均与所述输出接口电连接，所述输入接口与所述可编程控制器电连接，所述压力传感器被配置为在被所述汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，所述电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。

2.根据权利要求1所述的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述汽车焊枪状态数据采集系统还包括继电器，所述继电器的一端通过所述输入接口与所述可编程控制器连接，所述继电器的另一端与所述电阻测量板电连接，所述可编程控制器被配置为在所述汽车焊枪工作的时候控制所述继电器断开与所述电阻测量板之间的连接，及在所述汽车焊枪断电的时候控制所述继电器恢复与所述电阻测量板之间的连接。

3.根据权利要求1或2所述的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述压力传感器被配置为将感测到的汽车焊枪的压力值通过输出接口发送至所述可编程控制器，所述可编程控制器被配置为将所述压力值通过所述以太网模块发送至所述数据基站存储系统进行存储，所述上位机监测系统被配置为分析处理所述压力值。

4.根据权利要求3所述的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述电阻测量板被配置为将感测的所述汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至所述可编程控制器，所述可编程控制器被配置为将所述电阻值通过所述以太网模块发送至所述数据基站存储系统进行存储，所述上位机监测系统被配置为分析处理所述电阻值。

5.根据权利要求4所述的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述上位机监测系统还被配置为在分析出所述电阻值或者压力值异常时，通过所述以太网模块发送控制命令到所述可编程控制器，所述可编程控制器还被配置为响应所述控制命令控制所述焊接机器人执行与所述控制命令对应的操作。

6.根据权利要求1所述的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述输入接口还被配置为连接外部电源，所述电源模块为降压模块，被配置为将所述外部电源的电压降至所述汽车焊枪状态数据采集系统的工作电压。

7.一种汽车焊枪状态数据采集系统，其特征在于，应用于汽车焊枪，所述汽车焊枪包括电极帽，所述汽车焊枪形成一回路，所述回路引出有两个测量点，所述系统包括电源模块、输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，所述电源模块与所述压力传感器、压力变送器和电阻测量板均电连接，所述电阻测量板与所述输入接口电连接，所述压力传感器通过所述输入接口与所述压力变送器电连接，所述压力变送器和所述电阻测量板均与所述输出接口电连接，所述输入接口与一可编程控制器电连接，所述压力传感器被配置为在被所述汽车焊枪的电极帽夹持时感测汽车焊枪的压力值，所述电阻测量板被配置为通过所述输入接口与所述回路的两个测量点连接时测量所述汽车焊枪的电阻值。

8.根据权利要求7所述的汽车焊枪状态数据采集系统，其特征在于，所述汽车焊枪状态数据采集系统还包括继电器，所述继电器的一端通过所述输入接口与所述可编程控制器连接，所述继电器的另一端与所述电阻测量板电连接，所述可编程控制器被配置为在所述汽车焊枪工作的时候控制所述继电器断开与所述电阻测量板之间的连接，及在所述汽车焊枪断电的时候控制所述继电器恢复与所述电阻测量板之间的连接。

9.根据权利要求7或8所述的汽车焊枪状态数据采集系统，其特征在于，所述压力传感器被配置为将感测到的汽车焊枪的压力值通过所述输出接口发送至所述可编程控制器，所述电阻测量板被配置为将感测的所述汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至所述可编程控制器。

10.根据权利要求7所述的汽车焊枪状态数据采集系统，其特征在于，所述输入接口还被配置为连接外部电源，所述电源模块为降压模块，被配置为将所述外部电源的电压降至所述汽车焊枪状态数据采集系统的工作电压。