專利名稱：一種機器人點焊系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機器人點焊領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著先進制造技術(shù)的發(fā)展，采用機器人焊接已成為焊接自動化技術(shù)現(xiàn)代化的主要標志。焊接機器人由于通用性強、工作可靠的優(yōu)點，受到人們越來越多的重視。但與之配套的點焊水氣動能輸送、控制方式卻較為混亂。管路布局走向隨意、各種接頭五花八門，維護工作復雜且功能單一，對機器人點焊出現(xiàn)的許多問題無法做出有效控制，嚴重影響了機器人的工作效率、降低了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是實現(xiàn)一種工作效率高、穩(wěn)定性好，能有效的控制，避·免機器人掉電極帽噴水、提高焊接質(zhì)量及易于維護的機器人電焊系統(tǒng)。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種機器人點焊系統(tǒng)，包括焊槍和焊接控制器，以及配合機器人點焊系統(tǒng)工作的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)，所述的壓縮空氣供氣系統(tǒng)由氣源端輸入的壓縮空氣依次經(jīng)氣動三聯(lián)件、殘壓釋放閥、壓力開關(guān)和電氣比例閥輸送至焊槍；所述的循環(huán)進水系統(tǒng)由進水端輸入的冷卻水依次經(jīng)過進水黃銅球閥、過濾器和進水電子閥輸送至焊槍電極部分；所述的循環(huán)回水系統(tǒng)由焊槍流出的冷卻水依次經(jīng)過回水電磁閥、流量計和回水黃銅球閥進入循環(huán)水主管道。所述的壓力開關(guān)為數(shù)顯壓力開關(guān)，該處分出一路氣源流至電極修磨器。所述的壓力開關(guān)與電氣比例閥之間的管路設(shè)有三通接頭，分流處的氣源輸送至焊槍的開關(guān)氣源管路。所述的循環(huán)進水系統(tǒng)的進水電子閥與焊槍進水端之間設(shè)有三通接頭，分流出的冷卻水輸送至焊接控制器，為可控硅提供冷卻；所述的循環(huán)回水系統(tǒng)的回水電子閥與焊槍回水端之間設(shè)有三通接頭，該分流管路連接焊接控制器的回水端接口。所述的流量計為數(shù)顯式水流量計，其輸出超限信號至焊接控制器，所述的焊接控制器輸出控制信號至回水和進水電磁閥。所述的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)部件均固定于豎直設(shè)置的固定面板上，并通過水氣軟管連接設(shè)備，所述的固定面板由兩側(cè)的立柱固定于工作區(qū)域。一種機器人點焊系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方法，包括以下步驟(I)數(shù)顯式水流量計預(yù)設(shè)流量下限值，并顯示當前流量值；(2)若當前流量值小于流量下限值，超限信號反饋至焊接控制器(10)；(3)焊接控制器關(guān)閉回水和進水電磁閥。
本發(fā)明的優(yōu)點在于通過三個系統(tǒng)使得機器人點焊系統(tǒng)模塊化，所有元件均為標準件，安裝、拆卸周期短，使用方便，易于維護，極大提高了機器人工作效率，通用性強。


下面對本發(fā)明說明書中每幅附圖表達的內(nèi)容及圖中的標記作簡要說明圖I為系統(tǒng)控制原理圖；圖2為控制系統(tǒng)安裝示意圖；圖3、4為控制系統(tǒng)固定支架結(jié)構(gòu)示意圖；上述圖中的標記均為1、氣動三聯(lián)件；2、殘壓釋放閥；3、壓力開關(guān)；4、電氣比例閥；5、黃銅球閥；6、數(shù)顯流量計；7、電磁閥；8、水流過濾器；9、焊槍；10、焊接控制器；11、電 極修磨器。
具體實施例方式機器人點焊系統(tǒng)包括焊槍9和焊接控制器10，以及配合機器人點焊系統(tǒng)工作的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)。如圖2所示，上述壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)部件分為三層固定于豎直設(shè)置的固定面板上，如圖3、4所示，該固定面板由兩側(cè)的立柱固定于工作區(qū)域，每個系統(tǒng)的進出口通過軟管與相應(yīng)設(shè)備連接，這樣的模塊化設(shè)計以及連接方式，使得該系統(tǒng)能夠方便快捷與設(shè)備連接，增強系統(tǒng)的通用性強，便于拆卸維護。參見圖I可知，壓縮空氣供氣系統(tǒng)由氣源端輸入的壓縮空氣依次經(jīng)氣動三聯(lián)件I、殘壓釋放閥2、壓力開關(guān)3和電氣比例閥4輸送至焊槍9，其中壓力開關(guān)3為數(shù)顯壓力開關(guān)，該處分出一路氣源流至電極修磨器11，并且在壓力開關(guān)3與電氣比例閥4之間的管路設(shè)有三通接頭，分流處的氣源輸送至焊槍9的開關(guān)氣源管路。壓縮空氣供氣系統(tǒng)工作原理將殘壓釋放閥2手動閥打開，當壓縮空氣供氣系統(tǒng)通過軟管接入氣源，壓縮空氣經(jīng)過氣動三聯(lián)件I過濾及油霧分離后，依次通過殘壓釋放閥2和數(shù)顯壓力開關(guān)3，并由此處分成兩路氣源a、b，氣源a到達電極修磨器，氣源b經(jīng)過三通接頭分成氣源c和d，氣源c經(jīng)過機器人底座接入焊槍9雙控電磁閥進氣口，為焊槍9大小開動作供氣；氣源d進入電氣比例閥4調(diào)壓后通過機器人底座接入焊槍9單控電磁閥進氣口，為機器人焊接提供必要的氣壓。焊接壓力由該焊點所處于的位置、板件厚度等因素決定，并通過機器人調(diào)用不同焊接規(guī)范來控制電氣比例閥4輸出所需焊接壓力，壓力開關(guān)3和電氣比例閥4分別顯示進氣壓力和調(diào)壓后的焊接壓力。這樣的布置結(jié)構(gòu)，能夠使該系統(tǒng)能夠滿足各種機器人點焊系統(tǒng)的供氣要求，顯示供氣狀態(tài)，提高系統(tǒng)安全性能，也能夠方便的維護和檢修。參見圖I可知，循環(huán)進水系統(tǒng)由進水端輸入的冷卻水依次經(jīng)過進水黃銅球閥5、過濾器8和進水電子閥7輸送至焊槍9電極部分，循環(huán)回水系統(tǒng)由焊槍9流出的冷卻水依次經(jīng)過回水電磁閥4、流量計6和回水黃銅球閥5進入循環(huán)水主管道，同時還增設(shè)了焊接控制器10的冷卻循環(huán)系統(tǒng)，即進水電子閥7與焊槍9進水端之間設(shè)有三通接頭，分流出的冷卻水輸送至焊接控制器10，為可控硅提供冷卻，回水電子閥7與焊槍9回水端之間設(shè)有三通接頭，該分流管路連接焊接控制器10的回水端接口，從而形成焊接控制器10的冷卻回路。
循環(huán)進水系統(tǒng)與循環(huán)回水系統(tǒng)的工作原理打開黃銅球閥5，循環(huán)冷卻水經(jīng)過過濾器8過濾后，到達先導式電磁閥7后停止，此時機器人焊槍內(nèi)無水，當機器人發(fā)出冷卻水開啟命令，該電磁閥7通電，主閥打開，冷卻水進入，通過三通接頭冷卻水分別進入焊接控制器10以及通過機器人底座進入焊槍9，為焊槍9電極部分提供冷卻。焊接控制器10回水及焊槍9電極部分回水經(jīng)過冷卻后通過機器人底座的管路進入水氣集成控制系統(tǒng)的回水管內(nèi)，并依次通過先導式電磁閥7、數(shù)顯式水流量計6及黃銅球閥5后進入公司循環(huán)水主管道，冷卻水循環(huán)結(jié)束。其中流量計6為數(shù)顯式水流量計，可以設(shè)置焊接所需水流量上下限值，并顯示當前焊接水流量，當?shù)陀谠O(shè)定值時，數(shù)顯式水流量計輸出超限信號至焊接控制器10，之后焊接控制器10輸出控制信號至回水和進水電磁閥7，關(guān)閉先導式電磁閥7，進回水管道關(guān)閉，可有效避免機器人因掉電極帽而發(fā)生的冷卻水回流、噴水現(xiàn)象發(fā)生。具體控制方法(I)數(shù)顯式水流量計預(yù)設(shè)流量下限值，顯示當前流量值并將其與下限值比對；(2)若當前流量值小于流量下限值，則說明回水量少了，存在異常，此時數(shù)顯式水流量計發(fā)出超限信號反饋至焊接控制器10 ；(3)焊接控制器10接收到反饋信號后關(guān)閉回水和進水電磁閥7。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種非實質(zhì)性的改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種機器人點焊系統(tǒng)，包括焊槍(9)和焊接控制器(10)，以及配合機器人點焊系統(tǒng)工作的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)，其特征在于 所述的壓縮空氣供氣系統(tǒng)由氣源端輸入的壓縮空氣依次經(jīng)氣動三聯(lián)件(I)、殘壓釋放閥(2)、壓力開關(guān)(3)和電氣比例閥(4)輸送至焊槍(9)； 所述的循環(huán)進水系統(tǒng)由進水端輸入的冷卻水依次經(jīng)過進水黃銅球閥(5)、過濾器(8)和進水電子閥(7)輸送至焊槍(9)電極部分； 所述的循環(huán)回水系統(tǒng)由焊槍(9)流出的冷卻水依次經(jīng)過回水電磁閥(4)、流量計(6)和回水黃銅球閥(5)進入循環(huán)水主管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人點焊系統(tǒng)，其特征在于所述的壓力開關(guān)(3)為數(shù)顯壓力開關(guān)，該處分出一路氣源流至電極修磨器(11)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的機器人點焊系統(tǒng)，其特征在于所述的壓力開關(guān)(3)與電氣比例閥(4)之間的管路設(shè)有三通接頭，分流處的氣源輸送至焊槍(9)的開關(guān)氣源管路。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的機器人點焊系統(tǒng)，其特征在于所述的循環(huán)進水系統(tǒng)的進水電子閥(7)與焊槍(9)進水端之間設(shè)有三通接頭，分流出的冷卻水輸送至焊接控制器(10)，為可控硅提供冷卻；所述的循環(huán)回水系統(tǒng)的回水電子閥(7)與焊槍(9)回水端之間設(shè)有三通接頭，該分流管路連接焊接控制器(10)的回水端接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的機器人點焊系統(tǒng)，其特征在于所述的流量計(6)為數(shù)顯式水流量計，其輸出超限信號至焊接控制器(10)，所述的焊接控制器(10)輸出控制信號至回水和進水電磁閥(7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機器人點焊系統(tǒng)，其特征在于所述的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)部件均固定于豎直設(shè)置的固定面板上，并通過水氣軟管連接設(shè)備，所述的固定面板由兩側(cè)的立柱固定于工作區(qū)域。
7.一種利用權(quán)利要求1-6所述的機器人點焊系統(tǒng)實現(xiàn)的控制方法，其特征在于 (1)數(shù)顯式水流量計預(yù)設(shè)流量下限值，并顯示當前流量值； (2)若當前流量值小于流量下限值，超限信號反饋至焊接控制器(10)； (3 )焊接控制器(10 )關(guān)閉回水和進水電磁閥(7 )。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種機器人點焊系統(tǒng)，包括焊槍和焊接控制器，以及配合機器人點焊系統(tǒng)工作的壓縮空氣供氣系統(tǒng)、循環(huán)進水系統(tǒng)和循環(huán)回水系統(tǒng)， 所述的壓縮空氣供氣系統(tǒng)由氣源端輸入的壓縮空氣依次經(jīng)氣動三聯(lián)件、殘壓釋放閥、壓力開關(guān)和電氣比例閥輸送至焊槍；所述的循環(huán)進水系統(tǒng)由進水端輸入的冷卻水依次經(jīng)過進水黃銅球閥、過濾器和進水電子閥輸送至焊槍電極部分；所述的循環(huán)回水系統(tǒng)由焊槍流出的冷卻水依次經(jīng)過回水電磁閥、流量計和回水黃銅球閥進入循環(huán)水主管道。通過三個系統(tǒng)使得機器人點焊系統(tǒng)模塊化，所有元件均為標準件，安裝、拆卸周期短，使用方便，易于維護，極大提高了機器人工作效率，通用性強。
文檔編號B23K37/00GK102886630SQ20121024782
公開日2013年1月23日 申請日期2012年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月18日
發(fā)明者魏國杰, 后明安, 曹陽天 申請人:奇瑞汽車股份有限公司