CN107971608A - 一种基于机器人的通用弧压调高装置 - Google Patents

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薛相成
孔繁亮
王富林
何杏兴
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    • B23K9/10—Other electric circuits therefor; Protective circuits; Remote controls
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    • G05D3/00—Control of position or direction
    • G05D3/12—Control of position or direction using feedback
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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Abstract

本发明公开了一种基于机器人的通用弧压调高装置，包括机器人本体，焊枪，焊接电源，与焊接电源连接的弧压调高模块，以及与弧压调高模块相连的存储有最大焊接电源弧压设定值的中央处理器；焊接电源实时输出焊接时弧压信息，弧压调高模块获取该弧压信息，对其进行处理，并将处理后的弧压信息实时传递给中央处理器；机器人本体分别与所述中央处理器以及焊枪相连，当所述弧压调高模块获取的焊接电源弧压信息大于最大焊接电源弧压设定值时，中央处理器控制机器人本体，并调节焊枪的焊接高度，进而调节弧压的电压大小。该发明实现了对通用焊接电源进行弧压调高功能，进而提高了机器人在不同焊接电源下的通用性、可靠性和实时性。

Description

一种基于机器人的通用弧压调高装置
技术领域
本发明涉及机器人电源，尤其涉及一种基于机器人的通用弧压调高装置。
背景技术
焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。广泛用于造船、锅炉及压力容器、机械制造、建筑结构、化工设备等制造维修行业中。
焊接电源为焊接提供电流、电压并具有适合该焊接方法所要求的输出特性的设备，相比普通电源，首先，焊接电源是低电压，大电流，大功率。其次，焊接的特点是，空载电压比较高，工作电压比较低。第三，焊接电源的电流是在很短的时间内，从零到几十安甚至几百安，上千安。电源的动特性有较高的要求。第四，焊接电源有特性方面的要求。比如平特性的电源，有陡降特性的电源，还有上升特性的电源。第五，焊接电源根据不用的需要，设计成不同的输出的波形，有交流的，有直流的，还有脉冲的，直流方波的，交流方波的，正负脉冲的等等。
随着现代工业技术的快速发展，具有高精度(±1～2V),高灵敏度，高可靠性、高抗干扰及过割缝控制能力的焊接电源越来越多的应用于工业机器人场合。弧压调高设计原理为实时探测割嘴电极与待切钢板之间的弧压值，并通过割炬的自动升降以确保弧压值的恒定而保证割嘴与待切钢板的距离恒定不变。但是，目前的弧压调高装置结构繁琐，需另加弧压调高器，成本高、反应效率低且不可靠。
所以，为了更好的对焊接工艺进行改良，提供一种具有高精度(±1～2V),高灵敏度，高可靠性、高抗干扰及过割缝控制能力的通用弧压调高装置，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种可根据焊接弧压值对焊枪的焊接高度进行实时调整的基于机器人的通用弧压调高装置。
技术方案：本发明的一种基于机器人的通用弧压调高装置，包括机器人本体，焊枪，焊接电源，与所述焊接电源连接的弧压调高模块，以及与所述弧压调高模块相连的存储有弧压信息限定值的中央处理器；
所述焊接电源实时输出焊接时弧压信息，所述弧压调高模块获取该弧压信息，对其进行处理，并将处理后的弧压信息实时传递给中央处理器；
所述机器人本体分别与所述中央处理器以及焊枪相连，当所述弧压调高模块获取的焊接电源弧压值大于焊接电源弧压限定值时，中央处理器控制机器人本体，并调节焊枪的焊接高度，进而调节弧压的电压大小。
所述弧压调高模块包括弧压处理单元和I/O通信单元；所述弧压处理单元与所述焊接电源相连，用于实时获取焊接过程中焊接电源的弧压信息；所述弧压处理单元将焊接弧压(当前电压)和转换后的电压等信息传输至I/O通信单元，所述I/O通信单元与中央处理器相连，对输入的模拟信号进行转换，对焊接弧压(当前电压)和转换后的电压信息进行分析并并判定是否超过焊接电源弧压限定值，获取焊接电源的弧压实时信，并以485通信协议将其传递至中央处理器进行处理；所述弧压处理单元的分压比为50:1或者100:1。优选的，还包括一显示终端，该显示终端与所述中央处理器相连，包括一用于显示所述焊接电源弧压信息的显示器。
进一步优选的，所述显示终端还包括一用于对所述弧压信息进行确认的信息确认单元，所述信息确认单元与所述显示器相连。
此外，所述显示终端还包括一用于更改焊接电源弧压信息的信息更改单元，该信息更改单元与所述显示器相连。
有益效果
和现有技术相比，本发明具有如下显著进步：1、本发明的通用弧压调高装置利用相连的弧压调高模块和中央处理器，将弧压调高模块获取的焊接电源弧压信息实时的传递至中央处理器，中央处理器通过计算处理，通过调整机器人本体机械臂的高度从而调整焊枪的焊接高度，同时将该信息传递至显示终端以便于用户进行信息的确认。2、弧压调高装置可以根据用户的确认结果更改相应的焊接电源弧压限定值。这种方式实现了机器人用一种通用的弧压调高装置与不同型号的焊接电源连接，直接控制机器人本体调节焊枪的高度，这种方法相比一般的弧压调高装置更加高效、安全，进而提高了机器人焊接系统的安全性和可靠性，具有高精度(±1～2V),高灵敏度，高可靠性、高抗干扰能力、过割缝控制及易损件损耗后自动增加设定弧压值，防止等离子割炬碰撞。
附图说明
图1为本发明的通用弧压调高装置的结构框图；
图2为弧压调高模块的结构示意图；
图3为本发明的具体实施方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作详细说明。
如图1所示，一种基于机器人的通用弧压调高装置，包括焊接电源、机器人本体、机器人中央处理器(CPU)和显示终端；其中，焊接电源用以实时输出焊接时弧压的电压大小，弧压越大表明切割距离越大；机器人本体，与机器人处理器相连，用以调整焊接过程中焊枪的高度，进而调整焊接电源弧压的大小；机器人中央处理器(CPU)，与弧压调高模块进行信息的双向交互，用以实时获取弧压调高模块传递来的焊接电源弧压信息，根据焊接电源弧压信息和弧压限定值的对比，进一步对焊接电源弧压信息进行分析和处理；其可与显示终端进行双向交互，存储有相应的弧压信息设定值；显示终端，与机器人中央处理器(CPU)相连，对中央处理器(CPU)传递来的焊接电源弧压信息进行显示、确认，还可以对弧压信息进行设定和更改。
如图2所示，弧压调高模块具体包括弧压处理单元和I/O通信单元；其中，弧压处理单元，与所述焊接电源相连，用于实时获取焊接过程中焊接电源的弧压等限定信息；I/O通信单元，与所述弧压处理单元相连，用以对所述弧压处理单元中传递来的当前电压等信息进行分析以获取焊接电源的弧压实时信，并以485通信协议传递至机器人中央处理器(CPU)进行处理。
上述弧压处理单元对采集的电压进行稳压、滤波、隔离、分压(分压比为50:1或者100:1)处理，I/O通信单元对输入的模拟信号进行转换，以485通信方式输出，并及时将焊接电源弧压信息进行分析处理，并判定是否超过相应的限定值，再将数据传递至机器人中央处理器(CPU)进行进一步处理分析；若焊接电源弧压信息超过相应的限定值，则中央处理器控制机器人，调整机械臂控制焊枪的高度。
在实际应用中，弧压调高模块用于实时获取与之相连的焊接电源的弧压信息，并将焊接电源的弧压信息实时的传递至机器人中央处理器(CPU)。因为弧压调高模块的分压比初始值都为统一设置(50:1)，只是因为一般焊接电源的输出弧压大小为190V～220V之间，而相应的I/O通信芯片的模拟电平输入则为0～5V，但当焊接电源的输出弧压大小远远大于200V或者相应的I/O通信芯片的模拟电平输出为3.3V以下时，容易对弧压调高模块造成损坏，则采用100:1的分压比设置，当通过弧压调高模块的电压过大时，机械臂根据弧压大小进行高度调整处理。所以，根据连接的不同焊接电源更改相应分压比设定值，进而实现了对不同焊接电源的弧压调高功能。
在本实施例中，机器人中央处理器(CPU)还进一步与一显示终端相连，该显示终端主要用于将机器人中央处理器(CPU)传递来的焊接电源弧压信息实时显示，机器人中央处理器(CPU)分别与弧压调高模块和显示终端相连，主要用于信息的传递。
如图3所示，显示终端包括显示器用以显示所述焊接电源弧压信息；优选的，显示终端还可以增设一信息确认单元和一信息更改单元，其中，信息确认单元与显示器相连，用以对所述焊接电源弧压信息进行确认；信息更改单元也与显示器相连，用以更改/设置焊接电源弧压信息限定值并将限定值传递至机器人中央处理器(CPU)，进而传递至弧压调高模块。
增设信息确认单元和信息更改单元的优势在于：因为从机器人中央处理器(CPU)获取焊接电源弧压信息后，还需要用户对该信息进行确认，这种方式便于用户直接对整个弧压调高装置进行总控，进而便于用户根据实际焊接需求对弧压调高装置进行监控和管理。首先，通过显示终端上的显示器将焊接电源信息进行显示，用户通过查看显示器后，若认可该结果，则通过用户确认单元对焊接电源弧压信息进行确认；若用户不认可，并需要重新设定，则通过用户更改单元设定更改后的焊接电源弧压信息。不论是用户确认还是更改后的焊接电源弧压信息，都通过显示终端传递给机器人中央处理器(CPU)，机器人中央处理器(CPU)再将信息传递至相应的弧压调高模块，弧压调高模块中的存储单元将根据机器人中央处理器(CPU)传递来的焊接电源弧压信息设置对应的限定值。

Claims (6)

1.一种基于机器人的通用弧压调高装置，其特征在于：包括机器人本体，焊枪，焊接电源，与所述焊接电源连接的弧压调高模块，以及与所述弧压调高模块相连的存储有弧压信息限定值的中央处理器；
所述焊接电源实时输出焊接时弧压信息，所述弧压调高模块获取该弧压信息，对其进行处理，并将处理后的弧压信息实时传递给中央处理器；
所述机器人本体分别与所述中央处理器以及焊枪相连，当所述弧压调高模块获取的焊接电源弧压值大于焊接电源弧压限定值时，中央处理器控制机器人本体，并调节焊枪的焊接高度，进而调节弧压的电压大小。
2.根据权利要求1所述的通用弧压调高装置，其特征在于：所述弧压调高模块包括弧压处理单元和I/O通信单元；
所述弧压处理单元与所述焊接电源相连，用于实时获取焊接过程中焊接电源的弧压信息；所述弧压处理单元将焊接弧压和转换后的电压等信息传输至I/O通信单元，所述I/O通信单元与中央处理器相连，对输入的模拟信号进行转换，对焊接弧压和转换后的电压信息进行分析并并判定是否超过焊接电源弧压限定值，获取焊接电源的弧压实时信，并以485通信协议将其传递至中央处理器进行处理。
3.根据权利要求2所述的通用弧压调高装置，其特征在于：所述弧压处理单元的分压比为50:1或者100:1。
4.根据权利要求1所述的通用弧压调高装置，其特征在于：还包括一显示终端，该显示终端与所述中央处理器相连，包括一用于显示所述焊接电源弧压信息的显示器。
5.根据权利要求1所述的通用弧压调高装置，其特征在于：所述显示终端还包括一用于对所述弧压信息进行确认的信息确认单元，所述信息确认单元与所述显示器相连。
6.根据权利要求1所述的通用弧压调高装置，其特征在于，所述显示终端还包括一用于更改焊接电源弧压信息的信息更改单元，该信息更改单元与所述显示器相连。
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