CN115430895A - 焊接保护气体自动节能装置、方法及焊接机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种焊接保护气体自动节能装置、方法及焊接机器人，实现在焊接作业过程中对保护气体出气的动态调整需求，该装置具有送气通道，在送气通道的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计、第一电磁阀、气体压力感应开关以及第二电磁阀；该焊接机器人包括焊接机器人本体、气源，以及焊接保护气体自动节能装置；该方法包括：检测焊接机器人本体及气源之间的送气通道内是否通有保护气体，即检测送气通道内气压是否低于下限值，若是，则接通气源供气；检测送气通道内气压是否高于上限值，若是，则断开气源；在送气通道的进气端设置气体自动调整流量计，该气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接保护气体自动节能装置、方法及焊接机器人。
背景技术
在焊接机器人进行焊接作业时，保护气体是必不可少的参与要素，保护气体在焊接过程中用于保护金属熔池，对焊接的生产质量具有重要作用。保护气体用于防止焊接过程中的熔池发生氧化，同时也阻挡空气中的其他有害气体成分，如果气体压力过大或过小都有可能产生气孔等缺陷。传统的使用方法是在气瓶的出气处装置减压调节阀，虽然能降低储存在气瓶内的较高压力的气体降为低压气体，但流量大小必须人工手动调节，人工调节气体流量通常都会将出气量调至最大，同时在机器人电磁阀打开瞬间，因气瓶到机器人气管内压力积累原因，出气瞬间气量非常大并伴随异响，此时气体瞬间输出压力因为太大反而对熔池保护产生负面影响，甚至会产生气孔、焊丝融化不良等，并且又很浪费气体。另外，传统的使用方式下，当机器人处于待机状态时，除非人为把气瓶关闭，否则气体就一直处于打开状态，如果泄漏人工很难发现，不仅浪费还存在安全隐患。
发明内容
本发明提出一种焊接保护气体自动节能装置、方法及焊接机器人，实现在焊接作业过程中对保护气体出气的动态调整需求，其具体采用以下技术手段实现：
本发明的焊接保护气体自动节能装置，用于连接焊接机器人本体及气源，其具有送气通道，在送气通道的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计、第一电磁阀、气体压力感应开关以及第二电磁阀；所述第一电磁阀设定为：当送气通道内气压低于下限值时导通，以及当送气通道内气压高于上限值时关断；所述气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量。
所述第一电磁阀还设定为：当第一电磁阀导通n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，则第一电磁阀关断。
本发明还提出一种焊接保护气体自动节能方法，其包括以下操作步骤：
检测焊接机器人本体及气源之间的送气通道内是否通有保护气体，即检测送气通道内气压是否低于下限值，若是，则接通气源供气；
检测送气通道内气压是否高于上限值，若是，则断开气源；
在送气通道的进气端设置气体自动调整流量计，该气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量。
根据焊接机器人本体的实时参数，保护气体的供气操作提前于焊接机器人本体的起弧动作，且当送气通道内气压达至额定值后，该焊接机器人本体才起弧开始焊接作业。
根据焊接机器人本体的实时参数，保护气体的撤气操作滞后于焊接机器人本体的灭弧动作。
在接通气源供气后n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，关断供气并报警。
本发明的焊接机器人包括焊接机器人本体及气源，在焊接机器人本体及气源之间设有焊接保护气体自动节能装置，所述焊接保护气体自动节能装置包括送气通道，在送气通道的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计、第一电磁阀、气体压力感应开关以及第二电磁阀；所述第一电磁阀设定为：当送气通道内气压低于下限值时导通，以及当送气通道内气压高于上限值时关断；所述气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量；在启动时，所述第一电磁阀和第二电磁阀分别导通，并检测送气通道内气压是否低于下限值，若是，则接通气源供气；在供气过程中，若检测送气通道内气压高于上限值，则断开第一电磁阀，并于送气通道内气压回落至低于上限值时导通第一电磁阀。
所述第一电磁阀和第二电磁阀的导通操作提前于焊接机器人本体的起弧动作，并在检测送气通道内气压达至额定值后，该焊接机器人本体才起弧开始焊接作业。
所述第一电磁阀和第二电磁阀的关断操作滞后于焊接机器人本体的灭弧动作。
在接通气源供气后n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，关断第一电磁阀并报警。
本发明能够实时检测保护气体的送气通道内的气压，同步于焊接机器人的作业工序，通过进气端和出气端的电磁阀配合、气体自动调整流量计实现对出气的动态调整，保证机器人出气为恒定、稳定的状态，同时根据焊接参数自动匹配最佳出气量，节约气体、减少人为干预，并提高了焊接过程中电弧的稳定性。
附图说明
图1为本发明的焊接保护气体自动节能装置的结构示意图。
图2为本发明的焊接保护气体自动节能方法流程图。
具体实施方式
如下结合附图1-2对本申请方案作进一步描述：
参见附图1，本发明的焊接保护气体自动节能装置1具有送气通道10，在送气通道10的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计11、第一电磁阀12、气体压力感应开关13以及第二电磁阀14；所述第一电磁阀12用于连接气源3的减压阀，实现供气与撤气操作，所述第二电磁阀14用于装置的送气控制，为更为准确地检测保护气体的气压，所述气体压力感应开关13安装在靠近第二电磁阀14的位置，所述气体自动调整流量计11、第一电磁阀12、气体压力感应开关13以及第二电磁阀14连接至一控制器以实现数值采集与动作控制，该控制器可以是设置于焊接保护气体自动节能装置1上的独立控制器，也可以是集成在焊接机器人控制柜内的控制器。
本发明的焊接机器人由上述焊接保护气体自动节能装置1、焊接机器人本体2和气源3构成，保护气体从气源3出口先流过减压阀31后依次经过气体自动调整流量计11、第一电磁阀12、气体压力感应开关13、第二电磁阀14后进入焊接机器人本体2的气体输入端，经过焊接机器人本体2内部的气管，最后在焊枪处释出。
在焊接作业时，所述第一电磁阀12和第二电磁阀14同时导通实现供气：
首先，气体压力感应开关13检测焊接机器人本体2及气源3之间的送气通道10内是否通有保护气体，即检测送气通道10内气压是否低于下限值，若是，则开启第一电磁阀12接通气源3供气，从而保证送气通道10中有适当压力的气体，以防止在起弧瞬间因气体滞后而产生焊接缺陷的现象出现。该种情况一般在更换气源3后，节能装置自动操作。
然后，检测送气通道10内气压是否高于上限值，若是，则断开气源3。保证供气安全，同时起到节约能源的作用。
所述气体自动调整流量计11基于焊接机器人本体2的实时参数来调节气体流量，即根据焊接参数自动匹配最合适的保护气体瞬间流量大小，并会根据焊接参数的改变而作出实时调整以及监控保护气体的实际输出量。
具体的，气体自动调整流量计主要根据焊接电流自动匹配最佳出气量。(焊接电流越大，所需焊接气体流量越大。机器人焊接时，电流是在编程时已根据不同板厚、位置、角度等提前预置完毕，所以在焊接机器人应用中能在电流发生变化同时改变气体大小显得尤为重要，此举可以用最少的气体成本得到最佳的焊接效果，充分节约能源)，焊接保护气体自动节能装置1与焊接机器人的控制系统通讯，根据下一步焊接参数变化提前控制气体自动调整流量计11调整气体流量大小。
焊接参数在人机交互界面设置，根据不同电流大小、焊丝直径大小、焊丝伸出长度匹配对应的用气量便于实时调整。
而对保护气体的实际输出量的监控会反馈至控制系统，后台自动统计多天的用气量，便于工艺升级。
焊接保护气体的供气操作(第一电磁阀12和第二电磁阀14同时导通实现供气)提前于焊接机器人本体2的起弧动作，一般提前0.5-1秒，且当送气通道10内气压达至额定值后，该焊接机器人本体2才起弧开始焊接作业，所述额定值为大于所述下限值、小于或等于所述上限值的气压值，其根据保护气体类型、实际工作和行业经验设定，同样的，所述上限值和下限值也是根据实际工作和行业经验设定。
在焊接作业完成后，焊接保护气体的撤气操作(第一电磁阀12和第二电磁阀14关断)滞后于焊接机器人本体2的灭弧动作，一般滞后0.5-1秒，保证整个焊接作业保护气体都全程参与。
考虑到可能存在气管发生泄漏或安装不当的情形，故在所述第一电磁阀12和第二电磁阀13同时导通后会进行漏气检测，即初次启动时，所述第一电磁阀12和第二电磁阀14导通，若在3秒后未有检测到送气通道10内的气体压力变化(检测送气通道内气压低于下限值)，则会判别为漏气，随即关断第一电磁阀12并自动报警。
同理，焊接作业过程中，当气体用尽时，气体压力感应开关检测送气通道内气压低于下限值，随即关断第一电磁阀12并自动报警，同时反馈至焊接机器人控制系统以控制焊接机器人停止工作，以免产生不良品。
综上，本发明能够实时检测送气通道内的气压，同步于焊接机器人的作业工序，通过前后端的电磁阀配合、气体自动调整流量计实现对出气的动态调整，保证机器人出气为恒定、稳定的状态，同时根据焊接电流自动匹配最佳出气量，节约气体、减少人为干预，并提高了焊接过程中电弧的稳定性。
上述优选实施方式应视为本申请方案实施方式的举例说明，凡与本申请方案雷同、近似或以此为基础作出的技术推演、替换、改进等，均应视为本专利的保护范围。
Claims (10)
1.一种焊接保护气体自动节能装置，用于连接焊接机器人本体及气源，其特征在于，本装置具有送气通道，在送气通道的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计、第一电磁阀、气体压力感应开关以及第二电磁阀；
所述第一电磁阀设定为：当送气通道内气压低于下限值时导通，以及当送气通道内气压高于上限值时关断；
所述气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量。
2.根据权利要求1所述的焊接保护气体自动节能装置，其特征在于，所述第一电磁阀还设定为：当第一电磁阀导通n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，则第一电磁阀关断。
3.一种焊接保护气体自动节能方法，其特征在于，包括以下操作步骤：
检测焊接机器人本体及气源之间的送气通道内是否通有保护气体，即检测送气通道内气压是否低于下限值，若是，则接通气源供气；
检测送气通道内气压是否高于上限值，若是，则断开气源；
在送气通道的进气端设置气体自动调整流量计，该气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量。
4.根据权利要求3所述的焊接保护气体自动节能方法，其特征在于，根据焊接机器人本体的实时参数，保护气体的供气操作提前于焊接机器人本体的起弧动作，且当送气通道内气压达至额定值后，该焊接机器人本体才起弧开始焊接作业。
5.根据权利要求4所述的焊接保护气体自动节能方法，其特征在于，根据焊接机器人本体的实时参数，保护气体的撤气操作滞后于焊接机器人本体的灭弧动作。
6.根据权利要求3或4或5所述的焊接保护气体自动节能方法，其特征在于，在接通气源供气后n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，关断供气并报警。
7.一种焊接机器人，包括焊接机器人本体及气源，其特征在于，在焊接机器人本体及气源之间设有焊接保护气体自动节能装置，所述焊接保护气体自动节能装置包括送气通道，在送气通道的进气端与出气端之间依次设有气体自动调整流量计、第一电磁阀、气体压力感应开关以及第二电磁阀；所述第一电磁阀设定为：当送气通道内气压低于下限值时导通，以及当送气通道内气压高于上限值时关断；所述气体自动调整流量计基于焊接机器人本体的实时参数来调节气体流量；
在启动时，所述第一电磁阀和第二电磁阀分别导通，并检测送气通道内气压是否低于下限值，若是，则接通气源供气；
在供气过程中，若检测送气通道内气压高于上限值，则断开第一电磁阀，并于送气通道内气压回落至低于上限值时导通第一电磁阀。
8.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述第一电磁阀和第二电磁阀的导通操作提前于焊接机器人本体的起弧动作，并在检测送气通道内气压达至额定值后，该焊接机器人本体才起弧开始焊接作业。
9.根据权利要求8所述的焊接机器人，其特征在于，所述第一电磁阀和第二电磁阀的关断操作滞后于焊接机器人本体的灭弧动作。
10.根据权利要求7或8或9所述的焊接机器人，其特征在于，在接通气源供气后n秒后检测到送气通道内气压低于下限值时，关断第一电磁阀并报警。
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