CN204397211U - 一种位姿可调焊接平台及其控制系统 - Google Patents

Abstract

一种位姿可调焊接平台及其控制系统，属于焊接平台及自动控制技术领域。为了解决现有焊接生产自动化水平低的问题。它包括基座、焊接件移动平台、伸展平台，升降及俯仰连动结构、两条导轨、移动电机、升降电机和俯仰电机；升降及俯仰连动结构包括1号连接杆、2号连接杆和3号连接杆，焊接件移动平台的上表面为磨砂表面，且其上表面的四周设有第一凹槽，第一凹槽内用于插入挡板，焊接件移动平台的下表面设有两条第二凹槽，伸展平台的底面设有两条平行的支撑杆，且两条平行的支撑杆分别嵌入在两条第二凹槽内，并与两条第二凹槽摩擦连接。本实用新型主要用在自动焊接生产上。

Description

一种位姿可调焊接平台及其控制系统

技术领域

本发明属于焊接平台及自动控制技术领域。

背景技术

位姿可调焊接平台在自动焊接生产中有着重要应用，平台具有根据操作人员设定自动沿导轨平动和调节焊接件高度、俯仰角度的功能，可将待焊接工件带入指定工位并准备好焊接姿态。属于自动焊接设备中的一个功能模块，其与焊接机器人结合，可以代替人工进行产品自动焊接作业，实现焊接生产自动化。当前鲜有文献或专利对该系统的机械结构和控制系统进行阐述，但随着人工成本增加和焊接产业的发展，对该问题的解决变得愈发急迫，所以本实用新型专利的提出对于该领域有着较好的应用价值和意义。

实用新型内容

本发明是为了解决现有焊接生产自动化水平低的问题，本发明提供了一种位姿可调焊接平台及其控制系统。

一种位姿可调焊接平台，它包括基座、焊接件移动平台、伸展平台，升降及俯仰连动结构、两条导轨、移动电机、升降电机和俯仰电机；

两条导轨平行设置，

基座的底部上设有多个滑轮，多个滑轮用于嵌入在两条导轨内，与导轨滑动连接，且至少有一个滑轮与其中一条导轨滑动连接，

移动电机固定在基座的底部，并通过驱动电路驱动多个滑轮沿导轨移动，

升降及俯仰连动结构包括1号连接杆、2号连接杆和3号连接杆，

1号连接杆的一端垂直固定在基座的顶面上，1号连接杆的另一端通过1号关节连接轴与2号连接杆的一端连接，2号连接杆的另一端通过2号关节连接轴与3号连接杆的一端连接，3号连接杆的另一端与焊接件移动平台底部垂直固定连接，

升降电机设置在1号关节连接轴内，用于带动1号关节连接轴转动，

俯仰电机设置在2号关节连接轴内，用于带动2号关节连接轴转动，

焊接件移动平台的上表面为磨砂表面，且其上表面的四周设有第一凹槽，第一凹槽内用于插入挡板，

焊接件移动平台的下表面设有两条第二凹槽，

伸展平台的底面设有两条平行的支撑杆，且两条平行的支撑杆分别嵌入在两条第二凹槽内，并与两条第二凹槽摩擦连接。

焊接件移动平台的上表面还设有多个第三凹槽，且多个第三凹槽内均嵌入有铰链。

所述的移动电机为直流伺服电机；升降电机为交流电机，俯仰电机为交流电机。

移动电机是带绝对编码器的移动电机、升降电机为带绝对编码器的升降电机，俯仰电机为带绝对编码器的俯仰电机。

采用一种位姿可调焊接平台实现的控制系统，它包括工控机、运动控制卡、平台移动驱动器、模拟量运动控制卡、焊接件升降变频器和焊接件俯仰变频器；工控机的第一数据信号输入输出端与运动控制卡的信号输入输出端连接，运动控制卡的控制信号输出端与平台移动驱动器的控制信号输出端连接，平台移动驱动器的驱动信号输出端与带绝对编码器的移动电机的驱动信号输出端连接，带绝对编码器的移动电机的编码信号输出端与运动控制卡的编码信号输入端连接，

工控机的第二数据信号输入输出端与模拟量运动控制卡的第一数据信号输入输出端连接，模拟量运动控制卡的第一控制信号输出端与焊接件升降变频器的控制信号输入端连接，焊接件升降变频器的数据信号输出端与带绝对编码器的升降电机的数据信号输入端连接，带绝对编码器的升降电机的编码信号输出端与模拟量运动控制卡的第一编码信号输入端连接；

模拟量运动控制卡的第二控制信号输出端与焊接件俯仰变频器的控制信号输入端连接，焊接件俯仰变频器的数据信号输出端与带绝对编码器的俯仰电机的数据信号输入端连接，带绝对编码器的俯仰电机的编码信号输出端与模拟量运动控制卡的第二编码信号输入端连接。

本实用新型带来的有益效果是，提供一种位姿可调焊接平台及其控制系统，以实现焊接件工位切换和焊接件高度、俯仰角度调节，提高了焊接生产自动化水平，使焊接生产自动化水平提高了5％以上。

附图说明

图1为一种位姿可调焊接平台的结构示意图；

图2为焊接件移动平台的下表面的结构示意图；

图3为伸展平台的结构示意图；

图4为具体实施方式五所述的采用一种位姿可调焊接平台实现的控制系统的原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述的一种位姿可调焊接平台，它包括基座1、焊接件移动平台2、伸展平台3，升降及俯仰连动结构、两条导轨5、移动电机、升降电机和俯仰电机；

两条导轨5平行设置，

基座1的底部上设有多个滑轮1-1，多个滑轮1-1用于嵌入在两条导轨5内，与导轨5滑动连接，且至少有一个滑轮1-1与其中一条导轨5滑动连接，

移动电机固定在基座1的底部，并通过驱动电路驱动多个滑轮1-1沿导轨5移动，

升降及俯仰连动结构包括1号连接杆4-1、2号连接杆4-2和3号连接杆4-3，

1号连接杆4-1的一端垂直固定在基座1的顶面上，1号连接杆4-1的另一端通过1号关节连接轴9与2号连接杆4-2的一端连接，2号连接杆4-2的另一端通过2号关节连接轴10与3号连接杆4-3的一端连接，3号连接杆4-3的另一端与焊接件移动平台2底部垂直固定连接，

升降电机设置在1号关节连接轴9内，用于带动1号关节连接轴9转动，

俯仰电机设置在2号关节连接轴10内，用于带动2号关节连接轴10转动，

焊接件移动平台2的上表面为磨砂表面，且其上表面的四周设有第一凹槽11，第一凹槽11内用于插入挡板，

焊接件移动平台2的下表面设有两条第二凹槽12，

伸展平台3的底面设有两条平行的支撑杆3-1，且两条平行的支撑杆3-1分别嵌入在两条第二凹槽12内，并与两条第二凹槽12摩擦连接。

本实施方式中，增加的伸展平台3可拆卸，当焊接件移动平台2不足以放下待焊接器件时，可将伸展平台3与焊接件移动平台2，增加了原有焊接件移动平台2的面积，易于对大型的待焊接器件进行焊接。

焊接件移动平台2的上表面为磨砂表面，增加了焊接件移动平台2的上表面的摩擦系数，使带焊接器件不易滑落。

焊接件移动平台2的上表面的四周设有第一凹槽11，第一凹槽11内用于插入挡板，该挡板可用遮挡带焊接器件，使待焊接器件不易滑落。

具体实施方式二：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种位姿可调焊接平台的区别在于，焊接件移动平台2的上表面还设有多个第三凹槽13，且多个第三凹槽13内均嵌入有铰链。

本实施方式中在第三凹槽13内均嵌入有铰链，增加了焊接件移动平台2的上表面的摩擦系数，使待焊接器件不易在焊接件移动平台2上滑动。

具体实施方式三：参见图1至图3说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的一种位姿可调焊接平台的区别在于，所述的移动电机为直流伺服电机；升降电机为交流电机，俯仰电机为交流电机。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一所述的一种位姿可调焊接平台的区别在于，移动电机是带绝对编码器的移动电机6、升降电机为带绝对编码器的升降电机7，俯仰电机为带绝对编码器的俯仰电机8。

具体实施方式五：参见图4说明本实施方式，采用具体实施方式一所述的一种位姿可调焊接平台实现的控制系统，它包括工控机14、运动控制卡15、平台移动驱动器16、模拟量运动控制卡17、焊接件升降变频器18和焊接件俯仰变频器19；工控机14的第一数据信号输入输出端与运动控制卡15的信号输入输出端连接，运动控制卡15的控制信号输出端与平台移动驱动器16的控制信号输出端连接，平台移动驱动器16的驱动信号输出端与带绝对编码器的移动电机6的驱动信号输出端连接，带绝对编码器的移动电机6的编码信号输出端与运动控制卡15的编码信号输入端连接，

工控机14的第二数据信号输入输出端与模拟量运动控制卡17的第一数据信号输入输出端连接，模拟量运动控制卡17的第一控制信号输出端与焊接件升降变频器18的控制信号输入端连接，焊接件升降变频器18的数据信号输出端与带绝对编码器的升降电机7的数据信号输入端连接，带绝对编码器的升降电机7的编码信号输出端与模拟量运动控制卡17的第一编码信号输入端连接；

模拟量运动控制卡17的第二控制信号输出端与焊接件俯仰变频器19的控制信号输入端连接，焊接件俯仰变频器19的数据信号输出端与带绝对编码器的俯仰电机8的数据信号输入端连接，带绝对编码器的俯仰电机8的编码信号输出端与模拟量运动控制卡17的第二编码信号输入端连接。

本实施方式中工控机14、运动控制卡15和模拟量运动控制卡17均为现有技术，他们的控制方式均为常规的控制方式。

工控机14用于控制带绝对编码器的移动电机6沿导轨5移动，用于控制带绝对编码器的升降电机7升降、控制带绝对编码器的俯仰电机8使焊接件移动平台2进行俯仰，最终实现焊接件移动平台2沿导轨的运动和焊接件的升降、俯仰运动。

工控机14与运动控制卡15相连，通过程序解算，将带绝对编码器的移动电机6的运动指令发送到运动控制卡15；同时，工控机14接收运动控制卡15所采集的移动电机上编码器数据和焊接件升降、俯仰变频器所采集的升降、俯仰电机编码器数据；

运动控制卡15通过与工控机14连接，将工控机14发送的指令进一步解算后，发送至平台移动驱动器16，平台移动驱动器16接收运动控制卡15的指令，解算后直接控制带绝对编码器的移动电机6运动；同时采集电机编码器数据；

模拟量运动控制卡17通过与工控机2连接，将工控机14发送的指令进一步解算后，发送至焊接件升降和俯仰变频器，并接受带绝对编码器的升降电机7和带绝对编码器的俯仰电机8返回的电机编码器数据。

Claims (5)

1.一种位姿可调焊接平台，其特征在于，它包括基座(1)、焊接件移动平台(2)、伸展平台(3)，升降及俯仰连动结构、两条导轨(5)、移动电机、升降电机和俯仰电机；

两条导轨(5)平行设置，

基座(1)的底部上设有多个滑轮(1-1)，多个滑轮(1-1)用于嵌入在两条导轨(5)内，与导轨(5)滑动连接，且至少有一个滑轮(1-1)与其中一条导轨(5)滑动连接，

移动电机固定在基座(1)的底部，并通过驱动电路驱动多个滑轮(1-1)沿导轨(5)移动，

升降及俯仰连动结构包括1号连接杆(4-1)、2号连接杆(4-2)和3号连接杆(4-3)，

1号连接杆(4-1)的一端垂直固定在基座(1)的顶面上，1号连接杆(4-1)的另一端通过1号关节连接轴(9)与2号连接杆(4-2)的一端连接，2号连接杆(4-2)的另一端通过2号关节连接轴(10)与3号连接杆(4-3)的一端连接，3号连接杆(4-3)的另一端与焊接件移动平台(2)底部垂直固定连接，

升降电机设置在1号关节连接轴(9)内，用于带动1号关节连接轴(9)转动，

俯仰电机设置在2号关节连接轴(10)内，用于带动2号关节连接轴(10)转动，

焊接件移动平台(2)的上表面为磨砂表面，且其上表面的四周设有第一凹槽(11)，第一凹槽(11)内用于插入挡板，

焊接件移动平台(2)的下表面设有两条第二凹槽(12)，

伸展平台(3)的底面设有两条平行的支撑杆(3-1)，且两条平行的支撑杆(3-1)分别嵌入在两条第二凹槽(12)内，并与两条第二凹槽(12)摩擦连接。

2.根据权利要求1所述的一种位姿可调焊接平台，其特征在于，焊接件移动平台(2)的上表面还设有多个第三凹槽(13)，且多个第三凹槽(13)内均嵌入有铰链。

3.根据权利要求1所述的一种位姿可调焊接平台，其特征在于，所述的移动电机为直流伺服电机；升降电机为交流电机，俯仰电机为交流电机。

4.根据权利要求1所述的一种位姿可调焊接平台，其特征在于，移动电机是带绝对编码器的移动电机(6)、升降电机为带绝对编码器的升降电机(7)，俯仰电机为带绝对编码器的俯仰电机(8)。

5.采用权利要求4所述的一种位姿可调焊接平台实现的控制系统，其特征在于，它包括工控机(14)、运动控制卡(15)、平台移动驱动器(16)、模拟量运动控制卡(17)、焊接件升降变频器(18)和焊接件俯仰变频器(19)；工控机(14)的第一数据信号输入输出端与运动控制卡(15)的信号输入输出端连接，运动控制卡(15)的控制信号输出端与平台移动驱动器(16)的控制信号输出端连接，平台移动驱动器(16)的驱动信号输出端与带绝对编码器的移动电机(6)的驱动信号输出端连接，带绝对编码器的移动电机(6)的编码信号输出端与运动控制卡(15)的编码信号输入端连接，

工控机(14)的第二数据信号输入输出端与模拟量运动控制卡(17)的第一数据信号输入输出端连接，模拟量运动控制卡(17)的第一控制信号输出端与焊接件升降变频器(18)的控制信号输入端连接，焊接件升降变频器(18)的数据信号输出端与带绝对编码器的升降电机(7)的数据信号输入端连接，带绝对编码器的升降电机(7)的编码信号输出端与模拟量运动控制卡(17)的第一编码信号输入端连接；

模拟量运动控制卡(17)的第二控制信号输出端与焊接件俯仰变频器(19)的控制信号输入端连接，焊接件俯仰变频器(19)的数据信号输出端与带绝对编码器的俯仰电机(8)的数据信号输入端连接，带绝对编码器的俯仰电机(8)的编码信号输出端与模拟量运动控制卡(17)的第二编码信号输入端连接。