CN112338338A - 一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统 - Google Patents

一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，涉及焊接控制技术领域。本发明包括：上位监测机、焊枪状态数据采集器、数据分析服务器、可编程控制器以及焊接机器人；可编程控制器分别与焊枪状态数据采集器、焊接机器人通信连接；可编程控制器通过以太网模块与数据分析服务器通信连接；数据分析服务器与上位检测机通信连接。本发明通过焊枪状态数据采集器实时监测汽车焊枪电极帽联测的电阻值，实时了解焊枪的状态数据；并通过数据分析服务器对电阻值以及压力值的分析传递控制命令至可编程控制器，可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人进行焊接，提高焊接效果和焊接效率。

Description

一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统
技术领域
本发明属于焊接控制技术领域，特别是涉及一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统。
背景技术
在汽车焊接领域，随着工业化自动化的发展，越来越多的工厂采用机器人焊接以提高工作效率，保证焊接精度。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，焊枪输出的状态不同，会产生不同的焊接结果；因此焊枪内部数据状态对焊接控制至关重要。
本发明提供一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，能够根据实时监测的焊枪状态数据，对焊接进行控制，提高焊接效果和焊接效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，通过焊枪状态数据采集器实时监测汽车焊枪电极帽联测的电阻值，实时了解焊枪的状态数据；并通过数据分析服务器对电阻值以及压力值的分析传递控制命令至可编程控制器，可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人进行焊接，提高焊接效果和焊接效率。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，包括：上位监测机、焊枪状态数据采集器、数据分析服务器、可编程控制器以及焊接机器人；
所述可编程控制器分别与焊枪状态数据采集器、焊接机器人通信连接；所述可编程控制器通过以太网模块与数据分析服务器通信连接；所述数据分析服务器与上位检测机通信连接；这里的以太网模块采用无线网卡；数据分析服务器用于存储焊枪状态数据采集器采集的监测数据，并对监测数据分析；
所述焊枪状态数据采集器包括主控芯片；所述主控芯片上集成输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，用于采集汽车焊枪状态数据；所述电阻测量板与输入接口电连接；所述压力传感器通过输入接口与压力变送器电连接；所述压力变送器和电阻测量板均与输出接口电性连接；所述输入接口与可编程控制器电连接；
所述压力传感器用于监测汽车焊枪的压力值并通过输出接口传递至可编程控制器；所述电阻测量板用于监测汽车焊枪的电阻值并通过输出接口传递至可编程控制器；所述可编程控制器通过以太网模块将压力值以及电阻值传递至数据分析服务器；所述数据分析服务器对压力值以及电阻值进行数据分析；所述数据分析服务器根据压力值以及电阻值的分析结果产生控制命令并传递至可编程控制器；所述可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人执行对应焊接操作。
优选地，所述主控芯片为单片机；所述焊枪状态数据采集器还包括电源模块；所述电源模块用于为压力传感器、压力变送器、电阻测量板以及主控芯片供电。
优选地，所述焊枪状态数据采集器还包括继电器；所述继电器通过输入接口与可编程控制器电性连接；所述继电器另一端与电阻测量板电性连接；所述汽车焊枪工作时，所述继电器与电阻测量板断开连接；所述汽车焊枪断电时，所述继电器与电阻测量板恢复连接。
优选地，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。
优选地，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。
优选地，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器的工作电压。
本发明具体使用如下：测试汽车焊枪的电阻时间不确定，所以在电阻测量板测试汽车焊枪的电阻时要一直连接在汽车焊枪上随时准备着，但是汽车焊枪在工作期间里面会有一万安的电流，会损坏电阻测量板；为了保护电阻测量板，本发明实施例提供汽车焊枪状态数据采集器还包括继电器，继电器的一端通过输入接口与可编程控制器连接，继电器的另一端与电阻测量板电连接，可编程控制器被配置为在汽车焊枪工作的时候控制继电器断开与电阻测量板之间的连接，防止汽车焊枪的工作电流损坏电阻测量板。在汽车焊枪断电的时候，可编程控制器控制继电器恢复与电阻测量板之间的连接，电阻测量板开始测量汽车焊枪的静态电阻。
压力传感器测得汽车焊枪的压力值后，将感测到的汽车焊枪的压力值通过输出接口发送至可编程控制器，可编程控制器将压力值通过以太网模块发送至数据分析服务器进行存储，上位机监测系统被配置为分析处理压力值。压力传感器感测的压力被压力变送器转换成气动信号或电动信号传送至可编程控制器。
电阻测量板测得汽车焊枪的电阻值后，将感测的汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至可编程控制器，可编程控制器将电阻值通过以太网模块发送至数据分析服务器进行存储，上位机监测系统被配置为分析处理电阻值。
上位机监测系统在分析出电阻值或者压力值异常时，通过以太网模块发送控制命令到可编程控制器，可编程控制器响应控制命令控制焊接机器人执行与控制命令对应的操作。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过焊枪状态数据采集器实时监测汽车焊枪电极帽联测的电阻值，实时了解焊枪的状态数据；并通过数据分析服务器对电阻值以及压力值的分析传递控制命令至可编程控制器，可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人进行焊接，提高焊接效果和焊接效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统的示意图；
图2为本发明的汽车焊枪状态数据采集器的示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2所示，本发明为一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，包括：上位监测机、焊枪状态数据采集器、数据分析服务器、可编程控制器以及焊接机器人；
可编程控制器分别与焊枪状态数据采集器、焊接机器人通信连接；可编程控制器通过以太网模块与数据分析服务器通信连接；数据分析服务器与上位检测机通信连接；这里的以太网模块采用无线网卡；数据分析服务器用于存储焊枪状态数据采集器采集的监测数据，并对监测数据分析；
焊枪状态数据采集器包括主控芯片；主控芯片上集成输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，用于采集汽车焊枪状态数据；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性连接；输入接口与可编程控制器电连接；
压力传感器用于监测汽车焊枪的压力值并通过输出接口传递至可编程控制器；电阻测量板用于监测汽车焊枪的电阻值并通过输出接口传递至可编程控制器；可编程控制器通过以太网模块将压力值以及电阻值传递至数据分析服务器；数据分析服务器对压力值以及电阻值进行数据分析；数据分析服务器根据压力值以及电阻值的分析结果产生控制命令并传递至可编程控制器；可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人执行对应焊接操作。
其中，主控芯片为单片机；焊枪状态数据采集器还包括电源模块；电源模块用于为压力传感器、压力变送器、电阻测量板以及主控芯片供电。
其中，焊枪状态数据采集器还包括继电器；继电器通过输入接口与可编程控制器电性连接；继电器另一端与电阻测量板电性连接；汽车焊枪工作时，继电器与电阻测量板断开连接；汽车焊枪断电时，继电器与电阻测量板恢复连接。
其中，汽车焊枪包括电极帽；汽车焊枪形成一回路；回路引出有两个测量点；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输入接口与回路的两个测量点连接时测量汽车焊枪的电阻值。
其中，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可编程控制器，电阻测量板被配置为将感测的汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至可编程控制器。
其中，输入接口还被配置为连接外部电源；电源模块为降压模块，被配置为将外部电源的电压降至汽车焊枪状态数据采集器的工作电压。
本发明具体使用如下：测试汽车焊枪的电阻时间不确定，所以在电阻测量板测试汽车焊枪的电阻时要一直连接在汽车焊枪上随时准备着，但是汽车焊枪在工作期间里面会有一万安的电流，会损坏电阻测量板；为了保护电阻测量板，本发明实施例提供汽车焊枪状态数据采集器还包括继电器，继电器的一端通过输入接口与可编程控制器连接，继电器的另一端与电阻测量板电连接，可编程控制器被配置为在汽车焊枪工作的时候控制继电器断开与电阻测量板之间的连接，防止汽车焊枪的工作电流损坏电阻测量板。在汽车焊枪断电的时候，可编程控制器控制继电器恢复与电阻测量板之间的连接，电阻测量板开始测量汽车焊枪的静态电阻。
压力传感器测得汽车焊枪的压力值后，将感测到的汽车焊枪的压力值通过输出接口发送至可编程控制器，可编程控制器将压力值通过以太网模块发送至数据分析服务器进行存储，上位机监测系统被配置为分析处理压力值。压力传感器感测的压力被压力变送器转换成气动信号或电动信号传送至可编程控制器。
电阻测量板测得汽车焊枪的电阻值后，将感测的汽车焊枪的电阻值通过输出接口发送至可编程控制器，可编程控制器将电阻值通过以太网模块发送至数据分析服务器进行存储，上位机监测系统被配置为分析处理电阻值。
上位机监测系统在分析出电阻值或者压力值异常时，通过以太网模块发送控制命令到可编程控制器，可编程控制器响应控制命令控制焊接机器人执行与控制命令对应的操作。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，其特征在于，包括：上位监测机、焊枪状态数据采集器、数据分析服务器、可编程控制器以及焊接机器人；
所述可编程控制器分别与焊枪状态数据采集器、焊接机器人通信连接；所述可编程控制器通过以太网模块与数据分析服务器通信连接；所述数据分析服务器与上位检测机通信连接；
所述焊枪状态数据采集器包括主控芯片；所述主控芯片上集成输入接口、输出接口、压力传感器、压力变送器和电阻测量板，用于采集汽车焊枪状态数据；所述电阻测量板与输入接口电连接；所述压力传感器通过输入接口与压力变送器电连接；所述压力变送器和电阻测量板均与输出接口电性连接；所述输入接口与可编程控制器电连接；
所述压力传感器用于监测汽车焊枪的压力值并通过输出接口传递至可编程控制器；所述电阻测量板用于监测汽车焊枪的电阻值并通过输出接口传递至可编程控制器；所述可编程控制器通过以太网模块将压力值以及电阻值传递至数据分析服务器；所述数据分析服务器对压力值以及电阻值进行数据分析；所述数据分析服务器根据压力值以及电阻值的分析结果产生控制命令并传递至可编程控制器；所述可编程控制器根据控制命令控制焊接机器人执行对应焊接操作。
2.根据权利要求1所述的一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述主控芯片为单片机；所述焊枪状态数据采集器还包括电源模块；所述电源模块用于为压力传感器、压力变送器、电阻测量板以及主控芯片供电。
3.根据权利要求1所述的一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，其特征在于，所述焊枪状态数据采集器还包括继电器；所述继电器通过输入接口与可编程控制器电性连接；所述继电器另一端与电阻测量板电性连接；所述汽车焊枪工作时，所述继电器与电阻测量板断开连接；所述汽车焊枪断电时，所述继电器与电阻测量板恢复连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于焊枪状态的汽车焊接控制系统，其特征在于，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。
5.根据权利要求1所述的一种基于焊枪状态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。
6.根据权利要求1所述的一种基于焊枪状态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器的工作电压。
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