CN114428472A - 一种智能柔性焊接工作站的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能柔性焊接工作站的控制系统，包括若干台工业机器人、焊接电源、外部轴、桁架、限位开关、交换机、控制器、继电器、触摸屏、三色灯。本发明能够根据限位开关的状态改变焊接工作站的工作状态，使拥有多台工业机器人的智能柔性焊接工作站的安全性得到有效的保障；能够使焊接工作站内各工业机器人之间可以互相通讯，从而可以使该智能柔性焊接工作站更方便地焊接复杂工件，提高工作效率；能够通过三色灯实时地显示焊接工作站的工作状态，并且可以通过触摸屏显示当前故障与解决方案，从而具有更好的可用性，对现场工人更加友好。
Description
技术领域
本发明属于焊接控制技术领域，特别是一种智能柔性焊接工作站的控制系统。
背景技术
智能柔性焊接工作站可以节约企业的产品工艺开发成本，提高生产效率与制造质量，并且可以兼容多种生产线，是目前制造业企业主要的技改内容。相对于普通的焊接工作站，智能柔性焊接工作站基于柔性制造理念，便于应对多品种产品中小批量的生产，更加契合了市场的多变性及激烈市场竞争下生产方式更多依赖市场导向、更加选择按需生产的特点。现有的焊接工作站的控制系统往往采用单机器人与转台联动控制的方法，机器人的运动范围十分受限，并且很少能做到多个机器人联动控制，无法设置多个工作模式，也无法与多个外部轴联动来增加焊接工作站的生产柔性程度。智能柔性焊接工作站的组成部分主要为桁架、工业机器人及控制系统，其包含的多个工业机器人可以互相通讯，也可通过外部轴扩大运动范围，大大增加了焊接工作站的生产柔性程度。由于多数工业机器人只具有自身的安全防护措施及控制系统，当焊接工作站包含多个工业机器人时，需设计一个控制系统使其整体的安全性得到保障，并且使工业机器人之间可以互相通讯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能柔性焊接工作站的控制系统，更好地控制工业机器人，提高焊接工作站工作效率，保障焊接工作站的安全性。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种智能柔性焊接工作站的控制系统，所述系统包括若干台工业机器人、焊接电源、外部轴、桁架、限位开关、交换机、控制器、继电器、触摸屏、三色灯；
所述交换机分别与工业机器人、焊接电源、控制器、触摸屏连接，所述工业机器人分别与焊接电源、外部轴连接，所述桁架分别与外部轴、限位开关连接，所述继电器分别与限位开关、控制器、三色灯连接；所述交换机用于工业机器人、焊接电源、触摸屏与控制器之间的通讯连接；
所述交换机用于工业机器人、焊接电源、触摸屏与控制器之间的通讯连接，使得上述四种设备通过现场总线互相通讯；
所述外部轴用于增加工业机器人的运动半径，将其安装在桁架上，使焊接工作站可用于柔性制造；
所述限位开关用于限制外部轴的运动范围；
所述三色灯用于显示焊接工作站的状态；
所述控制器用于数据存储处理和逻辑控制；
所述触摸屏用于实时显示焊接工作站的状态及报警信息。
进一步地，所述控制器还用于运行时间计时和实时检测限位开关的信号，判定是否中止焊接工作站的工作，同时将报警信息上传至触摸屏。
进一步地，所述控制器通过现场总线与工业机器人、焊接电源和触摸屏通讯，工业机器人作为外部轴、焊接电源的主站，控制器作为工业机器人的主站，并通过继电器与限位开关连接。
进一步地，所述控制器通过限位开关与工业机器人的输出信号判断焊接工作站的状态，以决定是否发出输出信号命令焊接工作站继续工作，并输出信号通过继电器控制三色灯的开闭。
进一步地，所述控制器还用于设置焊接工作站的当前工作模式，所述焊接工作站包括两种工作模式，一种工作模式下当其中一台工业机器人处于急停状态下时，所有的工业机器人均无法继续运动，另一种工作模式下当其中一台或几台工业机器人处于急停状态下时，不影响焊接工作站剩余工业机器人的运动。
进一步地，所述触摸屏还用于控制改变焊接工作站的工作状态。
进一步地，所述控制器通过输出输入信号控制每一台工业机器人，并使所有工业机器人的信号在控制器中互相控制，实现所有的工业机器人的互相通讯。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)本发明提供的控制系统能够根据限位开关的状态改变焊接工作站的工作状态，使拥有多台工业机器人的智能柔性焊接工作站的安全性得到有效的保障。(2)本发明提供的控制系统能够使焊接工作站内各工业机器人之间可以互相通讯，从而可以使该智能柔性焊接工作站更方便地焊接复杂工件，提高工作效率。(3)本发明提供的控制系统能够通过三色灯实时地显示焊接工作站的工作状态，并且可以通过触摸屏显示当前故障与解决方案，从而具有更好的可用性，对现场工人更加友好。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明的系统原理图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，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，也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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
如图1所示，本发明提出了一种智能柔性焊接工作站的控制系统，包括工业机器人、焊接电源、外部轴、桁架、限位开关、交换机、控制器、继电器、触摸屏、三色灯。
所述交换机分别与工业机器人、焊接电源、控制器、触摸屏连接，所述工业机器人分别与焊接电源、外部轴连接，所述桁架分别与外部轴、限位开关连接，所述继电器分别与限位开关、控制器、三色灯连接。在本实施例中，焊接电源、工业机器人与外部轴为两组，其中外部轴为每组一个。
所述交换机用于工业机器人、焊接电源、触摸屏与控制器之间的通讯连接，使得上述四种设备可以通过现场总线互相通讯。
所述外部轴用于增加工业机器人的运动半径，将其安装在桁架上，使焊接工作站可以用于柔性制造，本实施例中每个工业机器人拥有一个外部轴，使得每个工业机器人可以沿桁架方向运动一段距离，相当于增加了工业机器人的运动半径。
所述限位开关通过继电器与控制器相连，若工业机器人运动至限位开关处，则向控制器发出信号。限位开关不局限为电磁限位开关、光电限位开关，用于限制外部轴的运动范围，使得工业机器人在沿桁架运动时不会发生碰撞，也不会脱离桁架发生事故。
所述三色灯用于显示焊接工作站的状态。由控制器通过限位开关与工业机器人的输出信号判断焊接工作站的工作状态，若工业机器人运动至限位开关处或者处于急停状态，则控制器发出信号通过继电器控制三色灯红灯常亮。当排除故障之后焊接工作站处于初始化状态，三色灯黄灯闪烁。当焊接工作站处于初始化状态时，按下启动键可以使得焊接工作站处于启动状态，三色灯绿灯常亮，焊接工作站可以正常进行工作。
所述控制器用于数据存储处理和逻辑控制。所述控制器通过现场总线与工业机器人、焊接电源和触摸屏通讯，工业机器人作为外部轴、焊接电源的主站，控制器作为工业机器人的主站。控制器可通过读取工业机器人的输出数据获得工业机器人与焊接电源的状态，并在触摸屏上实时显示。控制器还用于运行时间计时和实时检测限位开关的信号，进而决定是否中止焊接工作站的工作，同时将报警信息上传触摸屏，用户可通过触摸屏上的报警信息获取故障来源与解决方法，并且可以通过触摸所述触摸屏上的相关按钮向控制器发出命令，改变焊接工作站的工作状态。
其中，采用的控制器的型号为CPU1511-1PN，机器人的型号为KR 8R2100 arc HW-C，焊接电源的型号为福尼斯TPS500i。
作为实施例的改进，所述焊接工作站有两种工作模式，可由控制器设置当前工作模式，一种工作模式下当其中一台工业机器人处于急停状态下时，所有的工业机器人均无法继续运动，另一种工作模式下当其中一台或几台工业机器人处于急停状态下时，不影响焊接工作站剩余工业机器人的运动。
作为实施例的改进，所述控制器可通过输出输入信号控制每一台工业机器人，并通过编程使所有工业机器人的信号都可以在控制器中互相控制，已达到所有的工业机器人都可以互相通讯的目的。
本发明提出的一种智能柔性焊接工作站的控制系统，能够根据限位开关的状态改变焊接工作站的工作状态，使拥有多台工业机器人的智能柔性焊接工作站的安全性得到有效的保障；能够使焊接工作站内各工业机器人之间可以互相通讯，从而可以使该智能柔性焊接工作站更方便地焊接复杂工件，提高工作效率；能够通过三色灯实时地显示焊接工作站的工作状态，并且可以通过触摸屏显示当前故障与解决方案，从而具有更好的可用性，对现场工人更加友好。
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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述系统包括若干台工业机器人、焊接电源、外部轴、桁架、限位开关、交换机、控制器、继电器、触摸屏、三色灯；所述交换机分别与工业机器人、焊接电源、控制器、触摸屏连接，所述工业机器人分别与焊接电源、外部轴连接，所述桁架分别与外部轴、限位开关连接，所述继电器分别与限位开关、控制器、三色灯连接；所述交换机用于工业机器人、焊接电源、触摸屏与控制器之间的通讯连接；
所述交换机用于工业机器人、焊接电源、触摸屏与控制器之间的通讯连接，使得上述四种设备通过现场总线互相通讯；
所述外部轴用于增加工业机器人的运动半径，将其安装在桁架上，使焊接工作站可用于柔性制造；
所述限位开关用于限制外部轴的运动范围；
所述三色灯用于显示焊接工作站的状态；
所述控制器用于数据存储处理和逻辑控制；
所述触摸屏用于实时显示焊接工作站的状态及报警信息。
2.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于运行时间计时和实时检测限位开关的信号，判定是否中止焊接工作站的工作，同时将报警信息上传至触摸屏。
3.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器通过现场总线与工业机器人、焊接电源和触摸屏通讯，工业机器人作为外部轴、焊接电源的主站，控制器作为工业机器人的主站，并通过继电器与限位开关连接。
4.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器通过限位开关与工业机器人的输出信号判断焊接工作站的状态，以决定是否发出输出信号命令焊接工作站继续工作，并输出信号通过继电器控制三色灯的开闭。
5.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器还用于设置焊接工作站的当前工作模式，所述焊接工作站包括两种工作模式，一种工作模式下当其中一台工业机器人处于急停状态下时，所有的工业机器人均无法继续运动，另一种工作模式下当其中一台或几台工业机器人处于急停状态下时，不影响焊接工作站剩余工业机器人的运动。
6.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述触摸屏还用于控制改变焊接工作站的工作状态。
7.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器通过输出输入信号控制每一台工业机器人，并使所有工业机器人的信号在控制器中互相控制，实现所有的工业机器人的互相通讯。
8.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，若工业机器人运动至限位开关处或者处于急停状态，则控制器发出信号通过继电器控制三色灯红灯常亮；当排除故障之后焊接工作站处于初始化状态，三色灯黄灯闪烁；当焊接工作站处于初始化状态时，启动焊接工作站处于启动状态，三色灯绿灯常亮，焊接工作站正常进行工作。
9.根据权利要求1所述的智能柔性焊接工作站的控制系统，其特征在于，所述控制器的型号为CPU1511-1PN，工业机器人的型号为KR 8R2100 arc HW-C，焊接电源的型号为福尼斯TPS500i。
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