一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，属于焊接技术领域。包括焊接机器人、焊枪等部件，焊枪与焊接机器人的手臂连接，距离传感器、焊缝跟踪器安装在焊枪的枪头处，工作台上设有连接在一起的滑行轨道和变位机底座，变位机安装在变位机底座内，移动台安装在滑行轨道上，手摇装置与移动台连接并控制移动台在滑行轨道上滑动，XY向调节器与移动台焊接在一起，三爪卡盘焊接在XY向调节器末端的轴承上，水平光感器的接收端安装在XY向调节器末端的轴承上，距离传感器、变位机、焊缝跟踪器、水平光感器均与PLC控制器连接。本实用新型专利技术通过PLC控制系统控制，以实现环形焊缝的定点点焊、定距断续焊、连续焊。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统
本技术涉及一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，属于焊接

技术介绍
在焊接生产中，直线型焊缝和环形焊缝占据很高的比重，在锅炉、核电设备中，环形焊缝要占到焊缝总量的70%以上，传统的焊接方法劳动强度大，生产效率低。而现在市场上的埋弧焊和滚轮架组合设备虽然有办法能解决这一问题，但结构复杂、成本又较高。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，通过对CO2气体保护焊设备进行改造，利用PLC控制焊接设备和转动装置，可以解决焊接机器人死角问题、实现CO2气体保护焊环形点焊、断续焊、连续焊控制问题，并使结构简单、成本降低。本技术采用的技术方案是：一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，包括焊接机器人1、焊枪2、距离传感器3、工作台4、XY向调节器5、手摇装置6、三爪卡盘7、移动台8、变位机9、PLC放置台10、PLC控制器11、水平光感器12、焊缝跟踪器13；所述的焊枪2与焊接机器人1的手臂连接，距离传感器3、焊缝跟踪器13安装在焊枪2的枪头处，工作台4上设有连接在一起的滑行轨道和变位机底座，变位机9安装在变位机底座内，移动台8安装在滑行轨道上，手摇装置6与移动台8连接并控制移动台8在滑行轨道上滑动，XY向调节器5与移动台8焊接在一起，三爪卡盘7焊接在XY向调节器5末端的轴承上，一个工件夹持在变位机9上且随变位机9360°旋转，另一个工件夹持在三爪卡盘7上，水平光感器12的发射端安装在变位机9上，水平光感器12的接收端安装在XY向调节器5末端的轴承上，距离传感器3、变位机9、焊缝跟踪器13、水平光感器12均与PLC控制器11连接。具体地，所述的移动台8包括移动台本体及移动台底座，手摇装置6分别与移动台本体和移动台底座连接，手摇装置6的手摇杆上设有齿轮，移动台本体下部设有齿条，手摇装置6通过齿轮和齿条与移动台本体连接，移动台底座左右两侧分别设有轴承，手摇装置6的手摇杆分别穿过移动台底座左右两侧的两个轴承且与两个轴承间隙配合，实现360度旋转。优选地，所述的工作台4上设有PLC放置台10，PLC控制器11安装在PLC放置台10顶部。本技术的工作原理为：给焊接机器人1编好程序，把PLC控制器11和外部电脑连接，PLC控制器11具有储存功能，所以将电脑编好的程序输入到PLC控制器11后，就可以把电脑拿走，接通各用电设备的电源，选择好需要焊接的两个工件后进行工件的夹持，把一个工件夹持在变位机9上，另一个工件夹持在移动台8中的三爪卡盘7上，通过调节XY向调节器5和观察水平光感器12来保证两工件的同轴度，当水平光感器12的信号灯熄灭，说明工件同轴度已调好，此时可以使用手摇装置6把移动台8移动到靠近变位机9，使两工件之间的间隙在3—5毫米，准备好工件之后，启动焊接机器人1的程序，焊接机器人1的手臂将会接近工件，固定在焊接机器人1手臂上的焊枪2、距离传感器3和焊缝跟踪器13将开始工作，首先是焊缝跟踪器13扫描工件，寻找焊缝，当找到工件焊缝之后，焊接机器人1手臂将移动到焊缝位置，这时距离传感器3把信号反馈给放置在PLC放置台10上的PLC控制器11，PLC控制器11经处理之后控制焊枪2和变位机9开始工作，直至焊接完成。本技术具有以下有益效果：1、解决了焊接机器人死角（很多位置难以施焊）问题；2、可以实现环形焊缝的定点点焊、定距断续焊、连续焊；3、实行连续环焊时，接头只有一个，减少了焊缝因接头带来的焊接缺陷；4、一次编程，可以批量生产，效益高，操作简易便捷；5、焊接气味较重或者有毒的金属时，可以放在密闭空间进行控制，减少了对人体的伤害程度；6、维护、生产成本较低，对于锅炉、管道实用性更广。附图说明图1为本技术的焊接工作流程图；图2为本技术的整体结构示意图；图3为图2中A部位的局部放大图；图4为图2的侧视图；图5为PLC放置台10的结构示意图；图6为图2去掉变位机9后的结构示意图。图中各标号为：1-焊接机器人；2-焊枪；3-距离传感器；4-工作台；5-XY向调节器；6-手摇装置；7-三爪卡盘；8-移动台；9-变位机；10-PLC放置台；11-PLC控制器；12-水平光感器；13-焊缝跟踪器。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1-6所示，一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，包括焊接机器人1、焊枪2、距离传感器3、工作台4、XY向调节器5、手摇装置6、三爪卡盘7、移动台8、变位机9、PLC放置台10、PLC控制器11、水平光感器12、焊缝跟踪器13；所述的焊枪2与焊接机器人1的手臂连接，距离传感器3、焊缝跟踪器13安装在焊枪2的枪头处，工作台4上设有连接在一起的滑行轨道和变位机底座，变位机9安装在变位机底座内，移动台8安装在滑行轨道上，手摇装置6与移动台8连接并控制移动台8在滑行轨道上滑动，XY向调节器5与移动台8焊接在一起，三爪卡盘7焊接在XY向调节器5末端的轴承上，一个工件夹持在变位机9上且随变位机9360°旋转，另一个工件夹持在三爪卡盘7上，水平光感器12的发射端安装在变位机9上，水平光感器12的接收端安装在XY向调节器5末端的轴承上，距离传感器3、变位机9、焊缝跟踪器13、水平光感器12均与PLC控制器11连接。进一步地，所述的移动台8包括移动台本体及移动台底座，手摇装置6分别与移动台本体和移动台底座连接，手摇装置6的手摇杆上设有齿轮，移动台本体下部设有齿条，手摇装置6通过齿轮和齿条与移动台本体连接，移动台底座左右两侧分别设有轴承，手摇装置6的手摇杆分别穿过移动台底座左右两侧的两个轴承且与两个轴承间隙配合，实现360度旋转。进一步地，所述的工作台4上设有PLC放置台10，PLC控制器11安装在PLC放置台10顶部，通过专门设计的PLC放置台10，可以对PLC控制器11起到保护作用，PLC控制器11安装在PLC放置台10顶部，可以更有利于信号的传输。实际工作时：给焊接机器人1编好程序，把PLC控制器11和外部电脑连接，PLC控制器11具有储存功能，所以将电脑编好的程序输入到PLC控制器11后，就可以把电脑拿走，接通各用电设备的电源，选择好需要焊接的两个工件后进行工件的夹持，把一个工件夹持在变位机9上，另一个工件夹持在移动台8中的三爪卡盘7上，通过调节XY向调节器5和观察水平光感器12来保证两工件的同轴度，当水平光感器12的信号灯熄灭，说明工件同轴度已调好，此时可以使用手摇装置6把移动台8移动到靠近变位机9，使两工件之间的间隙在3—5毫米，准备好工件之后，点击运行，启动焊接机器人1的程序，焊接机器人1的手臂将会接近工件，固定在焊接机器人1手臂上的焊枪2、距离传感器3和焊缝跟踪器13将开始工作，首先是焊缝跟踪器13扫描工件，寻找焊缝，当找到工件焊缝之后，焊接机器人1手臂将移动到焊缝位置，这时距离传感器3把信号反馈给放置在PLC放置台10上的PLC控制器11，PLC控制器11经处理之后控制焊枪2和变位机9开始工作，当焊接完毕后，焊接机器人1回位，距离传感器3把信号传到PLC控制器11,PLC控制器11控制变位机9，让变位机9停止转动，同样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，其特征在于：包括焊接机器人（1）、焊枪（2）、距离传感器（3）、工作台（4）、 XY向调节器（5）、手摇装置（6）、三爪卡盘（7）、移动台（8）、变位机（9）、PLC控制器（11）、水平光感器（12）、焊缝跟踪器（13）；所述的焊枪（2）与焊接机器人（1）的手臂连接，距离传感器（3）、焊缝跟踪器（13）安装在焊枪（2）的枪头处，工作台（4）上设有连接在一起的滑行轨道和变位机底座，变位机（9）安装在变位机底座内，移动台（8）安装在滑行轨道上，手摇装置（6）与移动台（8）连接并控制移动台（8）在滑行轨道上滑动，XY向调节器（5）与移动台（8）焊接在一起，三爪卡盘（7）焊接在XY向调节器（5）末端的轴承上，一个工件夹持在变位机（9）上且随变位机（9）360°旋转，另一个工件夹持在三爪卡盘（7）上，水平光感器（12）的发射端安装在变位机（9）上，水平光感器（12）的接收端安装在XY向调节器（5）末端的轴承上，距离传感器（3）、变位机（9）、焊缝跟踪器（13）、水平光感器（12）均与PLC控制器（11）连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC控制的机器人环形焊缝自动化系统，其特征在于：包括焊接机器人（1）、焊枪（2）、距离传感器（3）、工作台（4）、XY向调节器（5）、手摇装置（6）、三爪卡盘（7）、移动台（8）、变位机（9）、PLC控制器（11）、水平光感器（12）、焊缝跟踪器（13）；所述的焊枪（2）与焊接机器人（1）的手臂连接，距离传感器（3）、焊缝跟踪器（13）安装在焊枪（2）的枪头处，工作台（4）上设有连接在一起的滑行轨道和变位机底座，变位机（9）安装在变位机底座内，移动台（8）安装在滑行轨道上，手摇装置（6）与移动台（8）连接并控制移动台（8）在滑行轨道上滑动，XY向调节器（5）与移动台（8）焊接在一起，三爪卡盘（7）焊接在XY向调节器（5）末端的轴承上，一个工件夹持在变位机（9）上且随变位机（9）360°旋转，另一个工件夹持在三爪卡盘（7）上，水平光感器（12）的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈正彪，李龙兵，苑振涛，钱广，刘进辉，路卓群，张健，王春生，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53