一种基于PLC的自动焊接机器人制造技术

本发明专利技术公开一种基于PLC的自动焊接机器人。机器人本体结构采用导轨式，由一台伺服电机通过减速机带动齿轮齿条带动整个焊接平台在导轨上进行往返运动，再利用四个步进电机结合机械结构实现连续插补运动来完成焊接作业。系统采用模块化设计，主要包括硬件电路的设计和软件系统设计，其中硬件电路设计包括PLC的选取、触摸屏的选择、伺服电机及其驱动器选择、减速机的选择；软件设计包括组态技术、触摸屏的设计、PLC程序设计。本产品操作方便，消耗低，符合节能减排的理念。

An automatic welding robot based on PLC

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的自动焊接机器人
本专利技术涉及一种基于PLC的自动焊接机器人，尤其是能满足企业的实际生产要求，同时帮助企业降低用工成本、提高生产效率、降低废品率。包括机器人本体结构采用导轨式，由一台伺服电机通过减速机带动齿轮齿条带动整个焊接平台在导轨上进行往返运动，再利用四个步进电机结合机械结构实现连续插补运动来完成焊接作业。为工作人员提供了便利。
技术介绍
目前，随着随着科技的不断进步，机器人在各个领域都取得了极大发展与应用并且逐步影响着人类的生产生活。以前仅能在各类科幻著作里面看到的机器人，如今都已经变为现实出现在我们的身边。工厂里的焊接机器人、物流系统用的物流运输机器人、家庭里的扫地机器人以及各类专用机器人，这些机器人的应用大大地降低了人类的劳动强度并且在危险领域里可以保护人类的安全。在工业生产实践中机器人的应用越来越广泛，以至于在某些领域已经达到难以取代的位置。在自动焊接方面机器人表现尤其出色。焊接方面尤其擅长点、线的焊接且焊接精度高，因焊接机器人的精度直接现实的决定了生产制造出产品的质量，相反，对于要制造一个精度高的产品，机构精巧的焊接机器人也就变得尤为重要。工业生产中，焊接机器人可以替代人类在恶劣的环境中完成大部分的工作，同时它可以在高低温、缺氧等恶劣环境下作业。焊接机器人的应用在现代工业半自动化生产中比较广泛，如汽车零部件的焊接加工、汽车外壳、底盘的生产以及各种重要且要求精度很高，人类难以完成，需要焊接加工的零部件。对于工业机器人的设计，最重要的就是机器人控制系统的设计。然而机器人控制系统种类很多，针对机器人的专用控制器其性能强大且完善，但是价格一般比较高昂。随着PLC的不断开发以及其技术不断完善，逐渐产生能适时应用在经济型机器人上的PLC。在现在社会的发展中，集成自动化、机械、人工智能计算机等高新尖端科技的机器人将成为推动“工业4.0”进程的重要力量。基于PLC的焊接机器人符合“工业4.0”时代背景。结合企业实际要求考虑经济性，采用信捷PLC作为机器人的控制器，有利于保障产品焊接的稳定性和可靠性，大大提高了工作效率和精度，降低废品率和用工成本，可以把工人从繁重的体力劳动中解救出来，减轻了劳动人员的工作强度。
技术实现思路
为了克服传统的人工焊接技术的不足，本专利技术提供了一种基于PLC的自动焊接机器人，用于对企业的焊接工作，将PLC技术应用于焊接机器人的研发，实现机器人能够自动焊接换热片的焊接工作。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于PLC的自动焊接机器人，系统采用模块化设计，主要包括硬件电路的设计和软件系统设计，其中硬件电路设计包括PLC的选取、触摸屏的选择、伺服电机及其驱动器选择、减速机的选择；软件设计包括组态技术、触摸屏的设计、PLC程序设计。其特征在于机器人控制系统用于在机器人运动时控制机器人的末端执行器按照规定的轨迹或者点位同时保持一定的运动精度，所述的触摸屏用来利用屏幕自带的触觉反馈系统来接收屏幕上模拟图形产生的信号，当接触到屏幕上的图形按钮时，利用已经编好的程序给出相应的控制信号从而替代原来老式的机械按钮，所述的电机驱动用来产生力矩作为驱动装置，推动各执行关节件运动，所述的减速机用来来降低电动机的转速并增加转矩，满足工作中对力的不同需要，所述的组态软件是利用自身的软件系统来完成外部硬件和软件资源的合理配置，以达到控制人员在预先设定的控制要求下完成作业的控制任务。本体结构采用导轨式，由一台伺服电机通过减速机带动齿轮齿条带动整个焊接平台在导轨上进行往返运动，再利用四个步进电机结合机械结构实现连续插补运动来完成焊接作业。并且利用PLC作为控制下位机结合触摸屏、组态技术共同控制五个驱动轴实现连续运动控制来完成焊接轨迹。本专利技术的有益效果是，焊接自动控制机器人优先选用PLC作为其控制器，接线简单、编程易学，直接利用专用指令就可以完成机器人多轴控制，以及良好的网络通讯功能更是适应机器人控制。PLC技术结合机器人检测装置可以轻松实现并保证机器人高精度运动的要求下的闭环控制，有利于降低用工成本、提高生产效率、降低废品率，把工人从繁重的体力劳动中解救出来，减轻了劳动人员的工作强度。有广泛的应用价值和市场前景。附图说明图1是系统总体框图图2是PLC结构框图具体实施方式下面结合附图给出具体实施例，进一步说明本专利技术是如何实现的。在图1中，一种基于PLC的自动焊接机器人，系统采用模块化设计，主要包括硬件电路的设计和软件系统设计，其中硬件电路设计包括PLC的选取、触摸屏的选择、伺服电机及其驱动器选择、减速机的选择；软件设计包括组态技术、触摸屏的设计、PLC程序设计。其特征在于机器人控制系统用于在机器人运动时控制机器人的末端执行器按照规定的轨迹或者点位同时保持一定的运动精度，所述的触摸屏用来利用屏幕自带的触觉反馈系统来接收屏幕上模拟图形产生的信号，当接触到屏幕上的图形按钮时，利用已经编好的程序给出相应的控制信号从而替代原来老式的机械按钮，所述的电机驱动用来产生力矩作为驱动装置，推动各执行关节件运动，所述的减速机用来来降低电动机的转速并增加转矩，满足工作中对力的不同需要，所述的组态软件是利用自身的软件系统来完成外部硬件和软件资源的合理配置，以达到控制人员在预先设定的控制要求下完成作业的控制任务。本体结构采用导轨式，由一台伺服电机通过减速机带动齿轮齿条带动整个焊接平台在导轨上进行往返运动，再利用四个步进电机结合机械结构实现连续插补运动来完成焊接作业。并且利用PLC作为控制下位机结合触摸屏、组态技术共同控制五个驱动轴实现连续运动控制来完成焊接轨迹。在图1中，所述的触摸屏选择加拿大TouchWin公司的TH系列TH765-N触摸屏。它因负担着管理与现场操纵及操作有关的人机界面，使的操作员工可以通过触摸屏不单可以及时了解装备的运行状况、掌握着各类生产数据的当前状况、生产数据的当前数据，并且还可以显现系统有没有故障报警与调控、调整生产过程。由于它拥有非常强的兼容性从而具备了和近30家制造商的PLC进行通信的能力。此外，在Windows98/2000/XP操纵平台下开发的专用组态软件对用户友好直观，易于明白把握，大大收缩了产品的开发周期。通过RS232/422/485通讯口，可轻易地连接其他厂家的PLC及周边产品，如条形码，存储卡，变频器，个人电脑等。对于触摸屏自身携带的并行端口也可以直接连接到打印机，方便用于实时、提前预定打印当前及历史数据。在软件的编写与操作中，在选择触摸屏和PLC型后，通过系统设置中选择PLC型号，极大地方便两者的通信。选择的通信波特率为38400bps；通信方式是RS-232；采取奇偶校验；其中数据长度是8位。TH软件采取TH专用编程的软件THsoft。其中THsoft编程软件自身拥有大量可选用的图形库，当然也可根据用户需要来随时编辑所需的过程图形。至于程序，它同时可以存储为AUTOCADBMP文件和DXF文件。在编程软件中，可以自由设定触摸屏背光的关闭时间，个性化的安排制作可以更好地增加了其使用寿命。触摸屏中自带内部编程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PLC的自动焊接机器人，系统采用模块化设计，主要包括硬件电路的设计和软件系统设计，其中硬件电路设计包括PLC的选取、触摸屏的选择、伺服电机及其驱动器选择、减速机的选择；软件设计包括组态技术、触摸屏的设计、PLC程序设计，其特征在于机器人控制系统用于在机器人运动时控制机器人的末端执行器按照规定的轨迹或者点位同时保持一定的运动精度，所述的触摸屏用来利用屏幕自带的触觉反馈系统来接收屏幕上模拟图形产生的信号，当接触到屏幕上的图形按钮时，利用已经编好的程序给出相应的控制信号从而替代原来老式的机械按钮，所述的电机驱动用来产生力矩作为驱动装置，推动各执行关节件运动，所述的减速机用来来降低电动机的转速并增加转矩，满足工作中对力的不同需要，所述的组态软件是利用自身的软件系统来完成外部硬件和软件资源的合理配置，以达到控制人员在预先设定的控制要求下完成作业的控制任务。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的自动焊接机器人，系统采用模块化设计，主要包括硬件电路的设计和软件系统设计，其中硬件电路设计包括PLC的选取、触摸屏的选择、伺服电机及其驱动器选择、减速机的选择；软件设计包括组态技术、触摸屏的设计、PLC程序设计，其特征在于机器人控制系统用于在机器人运动时控制机器人的末端执行器按照规定的轨迹或者点位同时保持一定的运动精度，所述的触摸屏用来利用屏幕自带的触觉反馈系统来接收屏幕上模拟图形产生的信号，当接触到屏幕上的图形按钮时，利用已经编好的程序给出相应的控制信号从而替代原来老式的机械按钮，所述的电机驱动用来产生力矩作为驱动装置，推动各执行关节件运动，所述的减速机用来来降低电动机的转速并增加转矩，满足工作中对力的不同需要，所述的组态软件是利用自身的软件系统来完成外部硬件和软件资源的合理配置，以达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，龚程程，徐宝林，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12