一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程技术方案

本发明专利技术涉及自动化焊接技术领域，具体为一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程。其生产线包括：外部供电系统、高压气泵、焊机、机械臂、保护气体气源、电气控制柜、工作台、控制盒、操作位、成品区、备料区。通过可编程的自动化机械臂，结合气体保护焊枪的末端执行器，结合定制化的工作台（工作台固定不动或围绕中心正负180

【技术实现步骤摘要】
一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程


[0001]本专利技术涉及自动化焊接
，具体为一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程。

技术介绍

[0002]在目前的工业化大生产中，焊接是常用的一种制造工艺，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，通过焊接可以使两种或两种以上同种或异种材料通过原子或分子之间的结合和扩散连接成一体。而现有技术中的焊接大多数都是通过人工手动进行，企业需要招收电焊专业技术人员，增加了人力成本。另一方面人工焊接的质量深受焊工技术能力的影响，难以把控，且人工焊接的效率较低，生产模式难以满足大批量、大规模转型要求。
[0003]近年，随着工业机器人技术的不断发展，将焊接机器人、焊接设备、辅助设备及工装、控制系统等进行有效集成,可实现焊接过程的自动化、智能化制造模式。这种自动化的生产模式突破了传统生产模式的约束，大大提高了企业生产的自动化、规模化，提高了生产效率，节约了人力成本。因此，生产智能化、自动化是其工业未来发展的大趋势。

技术实现思路

[0004]本专利技术在于提供一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程方案，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。
[0005]图1所示为本专利技术自动化焊接生产线的整体控制系统框架示意图。整个控制系统包括：外部供电系统、高压气泵、焊机、机械臂、保护气体气源、电气控制柜、定制化工作台（包括：工作盘A、工作盘B）、控制盒。
[0006]其中，
①
为外部供电线缆；
②
为电气控制柜与机械臂之间的连接控制线缆；
③
为机械臂与焊机之间的连接控制线缆；
④
为保护气体压缩罐连接机械臂的供气管；
⑤
为焊机与工作台连接地线；
⑥
为高压气泵连接工作台气阀的供气管；
⑦
为控制柜与工作台之间的连接控制线缆；
⑧
为控制盒与控制柜之间的连接控制线缆。
[0007]所述电气控制柜为整体控制系统的核心部件，其配置有电源模块、配电模块、安全模块、I/O接口板、主计算机、轴驱动器等，其主要作用是通过定制化编程实现对系统中各单元部件的电气控制。
[0008]所述工作台包括工作盘A与工作盘B；所述定制化工作台可以为固定位不转动或围绕中心正负180
°
旋转两种模式；所述工作盘A与工作盘B上设置有直线运动气缸与电磁阀；所述气缸配备有压块，用于压紧固定工作盘A及工作盘B上的工件，使得机械臂在焊接作业时工件不松动；所述直线运动气缸通过电磁阀控制高压气泵提供的压缩气体进行直线式的上升与下降运动，气缸上升则松开工件，气缸下降则压紧工件；所述电磁阀通过电气控制柜编程等操作可实现定制化电气控制，通过控制盒的按钮可实现电磁阀的打开与关闭。
[0009]所述控制盒通过线缆与电气控制柜连接，其设置有若干按钮，可通过编程配置对
应按钮的功能，使得操作人员可以通过控制盒的按钮实现已完成编程的功能性操作。
[0010]所述机械臂上配置的末端执行器为气体保护焊枪，在焊接作业时，保护气体压缩罐为气体保护焊枪提供保护气体，保护气体可以是氩气、氦气、二氧化碳等，具体根据不同的焊接材料进行调整。
[0011]本专利技术通过可编程的自动化机械臂，结合气体保护焊枪的末端执行器，结合定制化的工作台，构成一种可定制化编程及控制的自动化焊接生产线，克服了传统人工焊接方式的缺陷，节约了人力成本，提高了生产效率，保证了产品质量。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术的自动化焊接系统可实现自动化焊接，节约了人力成本；2、本专利技术的自动化焊接系统结合了焊接机器人、辅助工装设备、电气控制系统等，智能化程度高、操作及后期维护简单；3、本专利技术的自动化焊接系统焊接速度较人工更快，可实现大批量化生产，极大提高了生产效率；4、本专利技术的自动化焊接系统焊接参数可调，经过调试后可设置最佳焊接参数，保证了批量化的生产质量。附图说明：图1为本专利技术自动化焊接生产线的系统架构图。
[0013]图2为本专利技术的一种自动化生产线的实施方案。
[0014]图3为本专利技术的的一种控制流程示意图。
[0015]图4为本专利技术的另一种自动化生产线的实施方案。
[0016]图5为本专利技术的另一种控制流程示意图。
[0017]图6所示为工作台的位置状态1示意图。
[0018]图7所示为工作台的位置状态2示意图。
[0019]其中，
①
为外部供电线缆；
②
为电气控制柜与机械臂之间的连接控制线缆；
③
为机械臂与焊机之间的连接控制线缆；
④
为保护气体压缩罐连接机械臂的供气管；
⑤
为焊机与工作台连接地线；
⑥
为高压气泵连接工作台气阀的供气管；
⑦
为控制柜与工作台之间的连接控制线缆；
⑧
为控制盒与控制柜之间的连接控制线缆。
[0020]具体实施方式：下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明：实施方案一本专利技术提供了一种自动化焊接生产线及其控制系统与流程方案，如图2所示，本实施方案中涉及包括：机械臂、工作台、工作盘A、工作盘B、遮挡板、极限范围1、极限范围2、极限范围3、操作位A、操作位B、成品区A、成品区B以及备料区。
[0021]本方案具体实施方式如下：所述工作台的位置状态固定不动，所述机械臂的位置设置于工作台的中间位置，其位置设置时需考虑满足以下要求：如图2所示，极限范围2与极限范围3为机械臂动作的最大动作范围，极限范围1为机械臂动作的最小动作范围。极限范围1与极限范围2之间为机械臂在A盘的动作范围，需要覆盖工作盘A的面积，极限范围1与极限范围3之间为机械臂在B盘的动作范围，需要覆盖工作盘B的面积。且需要注意的是，在对机械臂进行行动轨迹编程时，要避
免机械臂与遮挡板发生碰撞。
[0022]在实际生产作业时，操作人员在操作区A与操作区B之间来回移动。当操作人员在操作区A时，操作人员可以实施工作盘A的上料及下料作业，上料所需备料从身后的备料区获取，下料后的成品摆放于身后的成品A区。当操作人员在操作区B时，操作人员可以实施工作盘B的上料及下料作业，上料所需备料从身后的备料区获取，下料后的成品摆放于身后的成品B区。所述工作台上设置有遮挡板，其作用是当操作人员在操作A区时，工作B盘正处于焊接作业状态，遮挡板可以起到隔挡焊接作业时溅射火花及强光线的作用，反之操作人员在操作B区时亦是如此。
[0023]本方案具体的逻辑控制流程如下：见图3所示，步骤S1为开机启动及作业前检查，包括：（1）检查保护气体压缩罐气压；检查机械臂动作区域是否有杂物磕碰等；（2）开启电气控制柜电源，选择已编程任务，预约任务。预约完成后，机械臂及电磁阀控制的直线运动气缸则会自动完成步骤S2的初始化状态，所述初始化状态为定制化编程中设定的一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动化焊接生产线及其控制系统，其特征在于：其生产线包括：外部供电系统、高压气泵、焊机、机械臂、保护气体气源、电气控制柜、定制化工作台（工作盘A、工作盘B）、控制盒、操作位、成品区、备料区。2.根据权利要求1所述的一种自动化焊接生产线及其控制系统，所述定制化工作台可以为固定位不转动或围绕中心正负180
°
旋转两种方案。3.根据权利要求2所述的定制化工作台方案，工作台固定位不转动方案的控制流程方法包括以下步骤：S1、开机启动及作业前检查；S2、机械臂及电磁阀控制的直线运动气缸自动完成初始化状态；S3、操作人员先在操作区域A，对工作盘A进行上料操作；S4、操作人员通过按压控制盒的按钮，关闭A盘的气缸使得压块将备料牢牢压住，后启动A盘的焊接任务；S5、操作人员离开操作区域A到操作区域B，机械臂动作在工作盘A进行焊接作业，同时操作人员则在操作区域B对工作盘B进行上料操作；S6、机械臂在工作盘A完成焊接作业后恢复到初始姿态且A盘的气缸及压块打开，此时操作人员已完成工作盘B的上料，通过控制盒按钮关闭B盘的气缸使得压块将备料牢牢压住，后启动工作盘B的焊接任务；S7、此时的工作盘B正在执行焊接作业，操作人员离开操作区域B到操作区域A，此时A盘上的备料已完成焊接形成成品，操作人员将成品从A盘拿下放到成品区A完成下料操作，并从备料区拿出备料放到A盘完成上料操作；S8、工作盘B完成焊接作业后恢复到初始姿态且B盘的气缸及压块打开，此时操作人员已完成工作盘A的上料，通过控制盒按钮关闭A盘的气缸使得压块将备料牢牢压住，后启动工作盘A的焊接任务；S9，此时的工作盘A正在执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄志权，杭嘉濠，胡啸，孟进礼，
申请(专利权)人：海安太原科大高端装备及轨道交通技术研发中心，
类型：发明
国别省市：