CN110031316B - 一种自动焊接及检测扭力的系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动焊接及检测扭力的系统，包括用于焊接螺钉的螺柱焊机、用于安装并驱动所述螺柱焊机的焊机平台、用于对焊接后的螺钉进行检测的检测平台、以及用于控制所述螺柱焊机、所述焊机平台和所述检测平台并采集和储存作业参数的PLC控制器。本发明还公开了上述一种自动焊接及检测扭力的系统的工作方法，本发明能够实现螺钉自动化焊接作业，焊接后可以根据焊接参数是否超出设定值，对工件进行分拣；焊接参数异常的工件码垛到异常区域，焊接参数正常的工件，会被机器人搬运到检测区域，进行检测测试；扭力测试结束后，会将焊接参数和扭力测试结果存储到控制系统，通过简单操作可以翻阅导出数据表，分析优化焊接参数。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺柱自动焊接、焊接质量检测控制以及数据管理系统技术领域，特别是一种自动焊接及检测扭力的系统及其工作方法。
背景技术
手工焊接螺柱主要存在焊接质量不稳定、用工成本及工人流动大等问题，所以行业内越来越多地采用自动焊接作业方式。
以往在焊接作业中，生产人员为了保证计件产量，争取产量最大化，往往无法保证焊接质量，造成焊接效果的参差不齐；因此在焊接后，需要检测人员对每个焊接的螺钉进行扭力检测，通常采用手动扭力器进行检测；在检测过程中，由于不同检测人员的操作习惯及疲劳情况存在差异，因此无法实现定量检测，且无法保证焊接后的每个螺钉都进行了检测，会有漏检的情况发生，这样就可能导致不合格工件流到下一个工序，浪费企业的人力物力。
此外，目前在常规的螺钉焊接作业过程中，焊接数据及检测数据都没有进行存储，无法分析、追踪并优化焊接参数。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种自动焊接及检测扭力的系统及其工作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种自动焊接及检测扭力的系统及其工作方法，包括用于焊接螺钉的螺柱焊机、用于安装并驱动所述螺柱焊机的焊机平台、用于对焊接后的螺钉进行检测的检测平台、以及用于控制所述螺柱焊机、所述焊机平台和所述检测平台并采集和储存作业参数的PLC控制器。
作为上述技术方案的进一步改进，还包括用于向所述PLC控制器输入信息并显示所述PLC控制器的输出信息的触摸屏、以及由所述PLC控制器控制并用于转运焊接零部件和焊接产品的机器人。
上述一种自动焊接及检测扭力的系统的工作方法，包括以下步骤：
S1：操作人员将螺钉放置在所述螺柱焊机中，然后按下取钉按钮，所述螺柱焊机进行螺钉抓取；
S2：操作人员将工件放置在所述螺柱焊机中，然后按下焊接按钮，所述螺柱焊机进行焊接作业；
S3：焊接作业完成后，所述PLC控制器根据所述螺柱焊机反馈的焊接参数判断是否符合标准要求：符合则所述机器人将焊接产品搬运到所述检测平台，不符合则所述机器人将焊接产品搬运到不合格工件放置处；
S4：所述检测平台对所述机器人搬运过来的焊接产品进行检测作业。
具体地，所述焊接作业包括以下步骤：
S21：按下焊接按钮后所述螺柱焊机检测工件是否到位：工件不到位则不进行任何操作，工件到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S22：当工件定位气缸到位后，则通过所述螺柱焊机将螺钉放置在工件上，并进行焊接固定；
S23：螺钉焊接到工件之后，将焊接作业参数反馈至所述PLC控制器；
S24：依次启动螺钉定位气缸和工件固定气缸分别松开螺钉和工件。
具体地，所述检测作业包括以下步骤：
S41：操作人员将焊接产品放置在所述检测平台上，然后按下检测按钮；
S42：所述检测平台检测焊接产品是否放置到位：未放置到位则不进行任何操作，放置到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S43：当工件定位气缸到位后，则对工件上焊接的螺钉施加径向推力，进行螺钉推力检测；
S44：螺钉推力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉推力检测合格则对工件上焊接的螺钉施加径向拉力，进行螺钉拉力检测；
S45：螺钉拉力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉拉力检测合格则将检测结果反馈至所述PLC控制器，所述检测平台进行复位。
本发明所提供的一种自动焊接及检测扭力的系统及其工作方法，能够实现螺钉自动化焊接作业，焊接后可以根据焊接参数是否超出设定值，对工件进行分拣；焊接参数异常的工件码垛到异常区域，焊接参数正常的工件，会被机器人搬运到检测区域，进行检测测试；扭力测试结束后，会将焊接参数和扭力测试结果存储到控制系统，通过简单操作可以翻阅导出数据表，分析优化焊接参数。
与现有技术相比较，具有以下有益效果：
1、可以实现自动化焊接，工人仅需要简单的操作，减少工人劳动强度，提高自动化程度，提高工作效率；
2、焊接后，如果参数异常，机器人自动搬运到工件到异常区，减少人为操作的不稳定及不确定性，提高分拣的精准度。
3、检测扭力，用户可以根据要求，自主设定检测力，满足现场多种要求；
4、检测完成后，能够将数据存储到控制系统，方便后期查阅及分析焊接数据，优化焊接参数。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明所述的一种自动焊接及检测扭力的系统的结构示意图；
图2是本发明所述的一种自动焊接及检测扭力的系统工作方法的主流程示意图；
图3是本发明所述的焊接作业子流程示意图；
图4和图5是本发明所述的检测作业子流程示意图：由于检测作业子流程内容过多，放在一张图中显示则图中文字过小，难以辨认，因此将检测作业子流程分成两个图显示，实际上是一个完整的流程，图5顶部的竖直箭头与图4底部的竖直箭头相衔接；
图6是本发明所述的检测平台进行复位的流程示意图。
具体实施方式
参照图1至图6，图1至图6是本发明一个具体实施例的结构示意图。
如图1所示，一种自动焊接及检测扭力的系统，包括用于焊接螺钉的螺柱焊机、用于安装并驱动所述螺柱焊机的焊机平台、用于对焊接后的螺钉进行检测的检测平台、以及用于控制所述螺柱焊机、所述焊机平台和所述检测平台并采集和储存作业参数的PLC控制器。还包括用于向所述PLC控制器输入信息并显示所述PLC控制器的输出信息的触摸屏、以及由所述PLC控制器控制并用于转运焊接零部件和焊接产品的机器人。
如图2至图6所示，上述一种自动焊接及检测扭力的系统的工作方法，包括以下步骤：
S1：操作人员将螺钉放置在所述螺柱焊机中，然后按下取钉按钮，所述螺柱焊机进行螺钉抓取。
S2：操作人员将工件放置在所述螺柱焊机中，然后按下焊接按钮，所述螺柱焊机进行焊接作业；
具体地，所述焊接作业包括以下步骤：
S21：按下焊接按钮后所述螺柱焊机检测工件是否到位：工件不到位则不进行任何操作，工件到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S22：当工件定位气缸到位后，则通过所述螺柱焊机将螺钉放置在工件上，并进行焊接固定；
S23：螺钉焊接到工件之后，将焊接作业参数反馈至所述PLC控制器；
S24：依次启动工件定位气缸的工件固定气缸松开工件。
S3：焊接作业完成后，所述PLC控制器根据所述螺柱焊机反馈的焊接参数判断是否符合标准要求：符合则所述机器人将焊接产品搬运到所述检测平台，不符合则所述机器人将焊接产品搬运到不合格工件放置处。
S4：所述检测平台对所述机器人搬运过来的焊接产品进行检测作业；
具体地，所述检测作业包括以下步骤：
S41：操作人员将焊接产品放置在所述检测平台上，然后按下检测按钮；
S42：所述检测平台检测焊接产品是否放置到位：未放置到位则不进行任何操作，放置到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S43：当工件定位气缸到位后，则对工件上焊接的螺钉施加径向推力，进行螺钉推力检测；
S44：螺钉推力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉推力检测合格则对工件上焊接的螺钉施加径向拉力，进行螺钉拉力检测；
S45：螺钉拉力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉拉力检测合格则将检测结果反馈至所述PLC控制器，所述检测平台进行复位。
具体地，螺钉推力检测和螺钉拉力检测均由伺服电机提供检测力：
在步骤S43中：当伺服电机提供的推力未到达设定检测值而伺服电机达到最大位移时，说明螺钉已经从工件上脱落，则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；当伺服电机提供的推力达到设定检测值时，则伺服电机停止并保持1秒，然后根据推力的下降幅度判断螺钉推力检测是否合格；
在步骤S44中：当伺服电机提供的拉力未到达设定检测值而伺服电机达到最大位移时，说明螺钉已经从工件上脱落，则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；当伺服电机提供的拉力达到设定检测值时，则伺服电机停止并保持1秒，然后根据拉力的下降幅度判断螺钉拉力检测是否合格。
具体地，所述检测平台进行复位时：首先伺服电机复位以消除对被检测螺钉的推力或拉力，然后依次启动螺钉定位气缸和工件固定气缸分别松开螺钉和工件。
具体地，在本发明中，用于焊接的工件由板状部和筒状部结构构成，因此在图3、图4和图6中出现了内部膨胀气缸、侧边气缸和顶部气缸，其中内部膨胀气缸即用于配合筒状部以固定工件，侧边气缸和顶部气缸则固定工件的板状部；图3、图4和图6中的顶部定位气缸即为螺钉定位气缸。
以上对本发明的较佳实施方式进行了具体地说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种自动焊接及检测扭力的系统的工作方法，其特征在于，包括用于焊接螺钉的螺柱焊机、用于安装并驱动所述螺柱焊机的焊机平台、用于对焊接后的螺钉进行检测的检测平台、以及用于控制所述螺柱焊机、所述焊机平台和所述检测平台并采集和储存作业参数的PLC控制器；还包括用于向所述PLC控制器输入信息并显示所述PLC控制器的输出信息的触摸屏、以及由所述PLC控制器控制并用于转运焊接零部件和焊接产品的机器人；
且包括以下步骤：
S1：操作人员将螺钉放置在所述螺柱焊机中，然后按下取钉按钮，所述螺柱焊机进行螺钉抓取；
S2：操作人员将工件放置在所述螺柱焊机中，然后按下焊接按钮，所述螺柱焊机进行焊接作业；
S3：焊接作业完成后，所述PLC控制器根据所述螺柱焊机反馈的焊接参数判断是否符合标准要求：符合则所述机器人将焊接产品搬运到所述检测平台，不符合则所述机器人将焊接产品搬运到不合格工件放置处；
S4：所述检测平台对所述机器人搬运过来的焊接产品进行检测作业，且包括以下步骤：
S41：操作人员将焊接产品放置在所述检测平台上，然后按下检测按钮；
S42：所述检测平台检测焊接产品是否放置到位：未放置到位则不进行任何操作，放置到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S43：当工件定位气缸到位后，则对工件上焊接的螺钉施加径向推力，进行螺钉推力检测；
S44：螺钉推力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉推力检测合格则对工件上焊接的螺钉施加径向拉力，进行螺钉拉力检测；
S45：螺钉拉力检测不合格则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；螺钉拉力检测合格则将检测结果反馈至所述PLC控制器，所述检测平台进行复位；
螺钉推力检测和螺钉拉力检测均由伺服电机提供检测力：
在步骤S43中：当伺服电机提供的推力未到达设定检测值而伺服电机达到最大位移时，说明螺钉已经从工件上脱落，则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；当伺服电机提供的推力达到设定检测值时，则伺服电机停止并保持1秒，然后根据推力的下降幅度判断螺钉推力检测是否合格；
在步骤S44中：当伺服电机提供的拉力未到达设定检测值而伺服电机达到最大位移时，说明螺钉已经从工件上脱落，则判定焊接产品不合格，所述检测平台进行复位；当伺服电机提供的拉力达到设定检测值时，则伺服电机停止并保持1秒，然后根据拉力的下降幅度判断螺钉拉力检测是否合格；
所述检测平台进行复位时：首先伺服电机复位以消除对被检测螺钉的推力或拉力，然后依次启动螺钉定位气缸和工件固定气缸分别松开螺钉和工件。
2.根据权利要求1所述的一种自动焊接及检测扭力的系统的工作方法，其特征在于，所述焊接作业包括以下步骤：
S21：按下焊接按钮后所述螺柱焊机检测工件是否到位：工件不到位则不进行任何操作，工件到位则依次启动工件固定气缸和螺钉定位气缸分别夹紧工件和螺钉；
S22：当工件定位气缸到位后，则通过所述螺柱焊机将螺钉放置在工件上，并进行焊接固定；
S23：螺钉焊接到工件之后，将焊接作业参数反馈至所述PLC控制器；
S24：依次启动螺钉定位气缸和工件固定气缸分别松开螺钉和工件。
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