一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法技术方案

本发明专利技术提供一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法，用于带下陷槽的产品的骨架与蒙皮薄板的定位焊接，所述控制系统包括：PLC控制器、人机交互设备，气动设备、电动设备和焊接机器人，所述PLC控制器与焊接机器人通讯连接，同时采集人机交互设备、气动设备和电动设备的反馈信号，经逻辑分析，控制气动设备、电动设备以及的焊接机器人运行；所述气动设备用于在产品周侧及产品横筋部分的按压；所述电动设备用于蒙皮薄板的内部筋的按压；所述人机交互设备用于反馈PLC控制器的信息和输入实际操作指令，本发明专利技术对现有焊接机器人的应用范围进行拓宽，取代了人工辅助工装及控制。取代了人工辅助工装及控制。取代了人工辅助工装及控制。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法


[0001]本专利技术涉及焊接辅助工装
，尤其涉及一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法。

技术介绍

[0002]随着科技的不断进步，焊接工作由最初的人工焊接逐渐转变为自动焊接，并出现了一系列焊接流水线以提高生产效率，但是在进行自动焊接前，仍需要人工对箱体零件进行组对定位焊才能进行后续的自动焊接工序。
[0003]同时焊接产品因材料，外形，薄厚等因素不同，往往造成虚焊或者焊接变形，导致产品质量不合格，随着焊接机器人的推广应用，传统焊接方式逐渐被取代，但是焊接机器人往往成本高昂，对产品的适用性比较窄，所以不同产品之间切换经常需要人工辅助，人工参与使得焊接过程具有一定的危险性，或者一种产品单独设计一套机械工装，拆卸繁琐且不可调节，造成资源和时间的浪费，故设计一种配合焊接机器人在不同规格产品之间切换的辅助工装尤为重要，尤其是产品规格多，材料昂贵，加工难度大，精度要求高的领域，针对特殊产品进行工装的辅助设计，拓宽焊接机器人的适用范围，提高焊接效率，保证焊接水平的需求迫在眉睫。
[0004]因此，有必要研究一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种焊接辅助工装的控制系统及定位焊接方法，对现有焊接机器人的应用范围进行拓宽，取代了人工辅助工装及控制。
[0006]一方面，本专利技术提供一种焊接辅助工装的控制系统，用于带下陷槽的产品骨架与蒙皮薄板的定位焊接，所述控制系统包括：PLC控制器、人机交互设备，气动设备、电动设备和焊接机器人，
[0007]所述PLC控制器与焊接机器人通讯连接，同时采集人机交互设备、气动设备和电动设备的反馈信号，经逻辑分析，控制气动设备、电动设备以及的焊接机器人运行；
[0008]所述气动设备用于在产品周侧及产品横筋部分的按压；
[0009]所述电动设备用于蒙皮薄板的内部筋的按压；
[0010]所述人机交互设备用于反馈PLC控制器的信息和输入实际操作指令。
[0011]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述PLC控制器包括通讯模块、故障处理模块、气动控制模块、电动控制模块以及数据输入输出模块；
[0012]通讯模块与焊接机器人、电动设备、气动设备和人机交互设备通讯连接；
[0013]故障处理模块同时采集焊接机器人、电动设备、气动设备和人机交互设备的设备故障信息进行报警及故障处理；
[0014]气动控制模块与气动设备连接，控制蒙皮薄板外框的气动按压动作；
[0015]电动控制模块与电动设备连接，控制蒙皮薄板的内部筋的电动按压动作；
[0016]数据输入输出模块同时与气动控制模块、电动控制模块和人机交互设备连接，用于对电动控制设备和人机交互设备的指令输入，同时将电动设备和气动设备的按压过程的实时图像显示。
[0017]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述电动控制设备包括水平移动机构、角度调节机构和高低调节机构；
[0018]其中水平移动机构包括第一伺服电机、滑动丝杠、第一配合编码器和第一接近开关，滑动丝杠设置在蒙皮薄板侧下方，所述第一伺服电机一端连接滑动丝杠，另一端通过第一配合编码器和第一接近开关连接数据输入输出模块；
[0019]其中角度调节机构包括第二伺服电机、旋转平台、第二配合编码器和第二接近开关，旋转平台固定连接在滑动丝杠上方，所述第二伺服电机一端连接旋转平台，另一端通过第二配合编码器和第二接近开关连接数据输入输出模块；
[0020]其中高低调节机构包括变频电机、第三接近开关和末端按压机构，所述变频电机一端通过第三接近开关连接数据输入输出模块，另一端连接末端按压机构。
[0021]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气动设备包括气动夹钳、按压球头和多个压杆摇臂气缸，压杆摇臂气缸一端通过气动夹钳连接按压球头，另一端与数据输入输出模块连接，所述气动夹钳上还设有自锁结构。
[0022]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述气动设备还包括压紧蒙皮压板，所述压紧蒙皮压板为仿形压板，压板外形避让焊接点，焊接点周围避让距离为4mm
‑
5mm，压紧蒙皮压板上设有弹性压足，每个弹性压足的弹性压紧力为10N
‑
30N，弹性压足端布有薄膜压力传感器，实时采集按压力数据并显示在人机交互设备上。
[0023]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述人机交互模块包括报警单元、信号输出单元和信号输入单元，所述报警单元、信号输出单元和信号输入单元均与PLC控制器连接。
[0024]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述焊接机器人包括运行机器人，焊接吹气装置以及激光装置，所述运行机器人同时与吹气装置和激光装置通讯连接，并控制吹气装置和激光装置进行焊接，同时焊接机器人与PLC控制器通讯连接，控制产品周侧的外框筋，蒙皮内部筋以及内部筋的筋与筋按压动作之间的切换。
[0025]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种基于焊接辅助工装的定位焊接方法，用于带下陷槽的产品骨架与蒙皮薄板的定位焊接，通过所述的控制系统实现，所述定位焊接方法包括：
[0026]S1：PLC控制器与人机交互设备通讯，采集输入指令并实时显示当前按压位置和按压状态；
[0027]S2：PLC控制器根据S1中的当前按压位置和按压状态，决策气动控制模块和电动控制模块的操作指令；
[0028]S3：电动控制模块将S2中的操作指令发送给第一配合编码器和第二配合编码器，第一配合编码器和第二配合编码器控制第一伺服电机和第二伺服电机对蒙皮内筋进行按压操作，同时第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关的将信号反馈给电动控制模块，电动控制模块根据蒙皮薄板内部筋的具体位置，对电动设备的操作位置进行实际调整；
[0029]S4：气动控制模块将S2中的操作指令发送给压杆摇臂气缸，压杆摇臂气缸对产品外框筋进行按压操作，同时在按压球头处和弹性压足处进行末端压力调整；
[0030]S5：PLC控制器根据S3中反馈的信号和S4中按压操作的结果，与焊接机器人的通讯，实时配合焊接机器人更换焊接位置；
[0031]其中S3
‑
S4顺序不固定。
[0032]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S1中第一配合编码器为绝对值编码器，第二配合编码器为增量型编码器，通过第一接近开关、第二接近开关和第三接近开关完成每次上电自动回零点。
[0033]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述S2中焊接机器人的焊接启动、结束信号和内筋编号均是通过与PLC控制器通讯完成。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接辅助工装的控制系统，用于带下陷槽的产品骨架与蒙皮薄板的定位焊接，其特征在于，所述控制系统包括：PLC控制器、人机交互设备，气动设备、电动设备和焊接机器人，所述PLC控制器与焊接机器人通讯连接，同时采集人机交互设备、气动设备和电动设备的反馈信号，经逻辑分析，控制气动设备、电动设备以及的焊接机器人运行；所述气动设备用于在产品周侧及产品横筋部分的按压；所述电动设备用于蒙皮薄板的内部筋的按压；所述人机交互设备用于反馈PLC控制器的信息和输入实际操作指令。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述PLC控制器包括通讯模块、故障处理模块、气动控制模块、电动控制模块以及数据输入输出模块；通讯模块与焊接机器人、电动设备、气动设备和人机交互设备通讯连接；故障处理模块同时采集焊接机器人、电动设备、气动设备和人机交互设备的设备故障信息进，行报警及故障处理；气动控制模块与气动设备连接，控制蒙皮薄板外框的气动按压动作；电动控制模块与电动设备连接，控制蒙皮薄板的内部筋的电动按压动作；数据输入输出模块同时与气动控制模块、电动控制模块和人机交互设备连接，用于对电动控制设备和人机交互设备的指令输入，同时将电动设备和气动设备的按压过程的实时图像显示。3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述电动控制设备包括水平移动机构、角度调节机构和高低调节机构；其中水平移动机构包括第一伺服电机、滑动丝杠、第一配合编码器和第一接近开关，滑动丝杠设置在蒙皮薄板侧下方，所述第一伺服电机一端连接滑动丝杠，另一端通过第一配合编码器和第一接近开关连接数据输入输出模块；其中角度调节机构包括第二伺服电机、旋转平台、第二配合编码器和第二接近开关，旋转平台固定连接在滑动丝杠上方，所述第二伺服电机一端连接旋转平台，另一端通过第二配合编码器和第二接近开关连接数据输入输出模块；其中高低调节机构包括变频电机、第三接近开关和末端按压机构，所述变频电机一端通过第三接近开关连接数据输入输出模块，另一端连接末端按压机构。4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述气动设备包括气动夹钳、按压球头和多个压杆摇臂气缸，压杆摇臂气缸一端通过气动夹钳连接按压球头，另一端与数据输入输出模块连接，所述气动夹钳上还设有自锁结构。5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述气动设备还包括压紧蒙皮压板，所述压紧蒙皮压板为仿形压板，压板外形避让焊接点，焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李倩，蔡虎，赵艳华，齐晓勇，
申请(专利权)人：北京星航机电装备有限公司，
类型：发明
国别省市：