本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，具體的說是一種用于船用低速機氣閥焊接機器人工作站的控制系統(tǒng)，屬于焊接加工技術領域。

背景技術：

船用低速柴油機進排氣門堆焊工藝復雜，傳統(tǒng)多采用人工方式進行堆焊，勞動強度大，焊接效率低，焊接一致性差，產(chǎn)品質量參差不齊。為了解決這些問題，開發(fā)了機器人堆焊工作站。然而，在船用低速機氣閥焊接機器人工作站中，需要運用多種加工設備，如焊接機器人、傳輸設備、變位機、焊接設備、打磨設備、清洗設備等等，各設備形成流水生產(chǎn)線，各設備的工作需要互相配合，才能充分利用、提高生產(chǎn)效率。而如果每個設備都需要單獨的人工或者自動控制，則很難實現(xiàn)各設備的完美配合。

因此，在船用低速機氣閥焊接機器人工作站中，需要有一套整體的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對船用低速機氣閥加工程序的全局控制及監(jiān)控。如何建立一套結構簡單、控制方便、人機交互優(yōu)良的控制系統(tǒng)成為行業(yè)內(nèi)的熱點問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題，是克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種可應用于焊接機器人工作站系統(tǒng)中，能夠實現(xiàn)各設備完美匹配，提高工作效率，實現(xiàn)自動化程序的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)。

為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，包括中央控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、焊接控制系統(tǒng)及傳感檢測系統(tǒng)；

所述中央控制系統(tǒng)包括工作站總控制器，通過Profibus DP總線與機器人控制系統(tǒng)通訊連接，實現(xiàn)相互信息交互，并通過I/O模塊獲取傳感信息，控制焊接機器人動作；

所述機器人控制系統(tǒng)包括機器人控制柜、機器人示教器，控制工作站內(nèi)機器人本體及變位機運動，通過Devicenet總線與焊接電源通信，控制焊接系統(tǒng)工作；

傳感檢測系統(tǒng)包括紅外溫度傳感器、壓力開關、氣缸磁性開關，所述紅外溫度傳感器通過模擬量通信與控制系統(tǒng)連接，所述壓力開關、氣缸磁性開關通過I/O模塊向中央控制系統(tǒng)發(fā)送信息。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，工作站總控制器包括機柜、安裝于機柜內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)、安裝于機柜外表面的控制面板和三色燈報警器。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)內(nèi)建立有工件焊接參數(shù)信息管理系統(tǒng)；與機器人控制柜、機器人示教器及工作站內(nèi)的變位機、焊接電源及工具切換平臺通訊連接。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，工具切換平臺包括變位機氣動卡盤、焊槍工裝臺、打磨裝置工裝臺及清槍操作臺。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，控制面板包括人機對話窗口、控制開關及指示燈；所述人機對話窗口為觸摸屏，通過操作觸摸屏更改控制參數(shù)、選擇控制方式及調試系統(tǒng)；至少包括歡迎頁面、用戶登入頁面及菜單頁面，根據(jù)用戶類別不同劃分為不同權限，所述菜單頁面內(nèi)容不同。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，控制開關包括電源開關，控制整個控制系統(tǒng)電源的通斷；

運行按鈕，當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，按下所述運行按鈕選擇自動或手動模式對系統(tǒng)進行操作；

停止按鈕，當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，按下所述停止按鈕停止系統(tǒng)運行；

急停按鈕，按下后系統(tǒng)斷電，同時按鈕鎖死，右旋后彈出，系統(tǒng)將重新上電；

所述電源開關、運行按鈕、停止按鈕及急停按鈕。相互獨立，通過I/O模塊與控制柜PLC連接。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，機器人示教器用于對機器人進行編程，確定機器人的焊接工作軌跡，并記錄于機器人控制柜內(nèi)。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，機器人的焊接工作軌跡包括焊槍運動的姿態(tài)與運動軌跡，及完成取槍、放槍、取打磨裝置、進行打磨程序、放打磨裝置的動作程序。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，通過建立零件及焊接參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，在焊接前輸入所需產(chǎn)品名稱、型號的信息實現(xiàn)一鍵式自動化焊接。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種多工位船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，摒棄了現(xiàn)有的人工手動操作，而是集成設計出一套整體的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對船用低速機氣閥加工程序的全局控制及監(jiān)控。能夠實現(xiàn)各設備完美匹配，提高工作效率，實現(xiàn)自動化程序的船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的流程框圖。

圖2位本發(fā)明的控制面板結構示意圖。

具體實施方式

本實施例提供的一種船用低速機氣閥焊接機器人工作站控制系統(tǒng)，如圖1所示，包括中央控制系統(tǒng)、機器人控制系統(tǒng)、焊接控制系統(tǒng)及傳感檢測系統(tǒng)。其中，中央控制系統(tǒng)包括機器人主控制器，通過Profibus DP總線與機器人控制系統(tǒng)通訊連接，實現(xiàn)相互信息交互，并通過I/O模塊獲取傳感信息，控制焊接機器人動作。機器人控制系統(tǒng)則包括機器人控制柜、機器人示教器，控制工作站內(nèi)機器人本體及變位機運動，通過Devicenet總線與焊接電源通信，控制焊接系統(tǒng)工作。傳感檢測系統(tǒng)包括安裝于焊槍上的紅外溫度傳感器、壓力開關及氣缸磁性開關。其中，壓力開關為氣柜壓力開關，安裝在焊槍工裝臺下方氣柜中，系統(tǒng)氣壓低于0.5MPa時報警停止工作，氣缸磁性開關為焊槍擋板、打磨頭、快換、清槍剪絲單元內(nèi)檢測其動作是否到位的開關，如檢測擋板打開或關閉，打磨頭轉動或停止，快換閉合或打開，安裝在各單元內(nèi)部。且，紅外傳感器模擬量通信與主控制柜和機器人控制柜連接；壓力開關和氣缸磁性開關則通過I/O模塊與主控制柜和機器人控制柜連接。

機器人控制器包括機柜、安裝于機柜內(nèi)的PLC控制系統(tǒng)及空氣開關、繼電器、PLC電源等相關低壓配件、安裝于機柜外表面的控制面板。PLC控制系統(tǒng)內(nèi)建立有工件焊接參數(shù)信息管理系統(tǒng)，與機器人控制柜、機器人示教器及工作站內(nèi)的變位機、焊接電源及工具切換平臺通訊連接。

控制面板則包括人機對話窗口、控制開關及指示燈；本實施例中人機對話窗口選用為觸摸屏1，通過操作觸摸屏可以更改控制參數(shù)、選擇控制方式及調試系統(tǒng)；能夠查看系統(tǒng)運行狀態(tài)、生產(chǎn)參數(shù)、生產(chǎn)記錄、故障記錄等信息。本系統(tǒng)的觸摸屏界面至少包括歡迎頁面、用戶登入頁面及菜單頁面并采用多用戶模式設計，根據(jù)用戶類別不同劃分為不同權限，其菜單頁面內(nèi)容不同。該用戶類別分為操作者用戶7個、工程師用戶2個、開發(fā)者用戶1個及管理員用戶1個。

而工具切換平臺則包括變位機氣動卡盤、焊槍工裝臺、打磨裝置工裝臺及清槍操作臺，通過I/O模塊通訊連接，控制各工具切換平臺的運作。

控制開關包括電源開關6，控制整個控制系統(tǒng)電源的通斷；運行按鈕7，當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，按下運行按鈕選擇自動或手動模式對系統(tǒng)進行操作；停止按鈕8，當系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時，按下停止按鈕停止系統(tǒng)運行；急停按鈕9，按下后系統(tǒng)斷電，同時按鈕鎖死，右旋后彈出，系統(tǒng)將重新上電。同時，每組控制開關上方都具有相應的指示燈，包括電源指示燈2：用以指示系統(tǒng)的帶電狀態(tài)，當系統(tǒng)帶電后，該指示燈亮起，若按下急停按鈕時，該指示燈仍會亮起。運行指示燈3：用以指示系統(tǒng)是否處于運行狀態(tài)，在系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時亮起。暫停(故障)指示燈5：當系統(tǒng)處于暫?；虺霈F(xiàn)故障時，該指示燈亮起。停止指示燈4：用以指示系統(tǒng)處于停止狀態(tài)，當系統(tǒng)處于停止狀態(tài)時亮起。本實施例中，控制面板上還設有一組三色指示燈，包括三色燈綠10：用以指示系統(tǒng)是否處于正常狀態(tài)，當系統(tǒng)處于正常狀態(tài)時閃爍亮起。三色燈黃11：用以指示系統(tǒng)是否處在暫停狀態(tài)，當系統(tǒng)處于暫停狀態(tài)時閃爍亮起。三色燈紅12：用以指標系統(tǒng)是否存在故障，當系統(tǒng)有故障時燈閃爍亮起。三色燈蜂鳴器13：當系統(tǒng)存在故障時，該燈響起；當故障消除后，該燈關閉；若故障一直持續(xù)，則10s后自動關閉。

同時，機器人示教器用于對機器人進行編程，確定機器人的焊接工作軌跡，并記錄于機器人控制柜內(nèi)，本實施例中，機器人的焊接工作軌跡包括焊槍運動的姿態(tài)與運動軌跡，及完成取槍、放槍、取打磨裝置、進行打磨程序、放打磨裝置的動作程序。并通過建立零件及焊接參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，在焊接前輸入所需產(chǎn)品名稱、型號的信息實現(xiàn)一鍵式自動化焊接。

具體使用時，先通過更改機器人示教器中的系統(tǒng)設置，將工作站設置成本地機器人控制柜控制模式，通過機器人控制系統(tǒng)的機器人示教器對機器人進行編程，通過Profibus DP總線與中央控制系統(tǒng)通訊連接，傳送數(shù)據(jù)，并通過Devicenet總線與焊接電源通信，以確定焊槍運動的姿態(tài)與運動軌跡，示教好取槍、放槍、取打磨裝置、打磨程序、放打磨裝置、焊接等動作程序。然后，可以在機器人控制柜上打開自動檔，按下運行按鈕進行焊接，但是正式生產(chǎn)時，通過機器人示教器將工作站工作模式更改為遠程總控制柜控制模式，在觸摸屏上選擇用戶界面，進入系統(tǒng)后，輸入工件工號、工件型號、工件圖號及焊接部位等參數(shù)，并確認參數(shù)是否正確。若參數(shù)輸入錯誤，則返回上一步重新設置，若參數(shù)無誤，則點擊觸摸屏菜單頁面的“自動運行”選擇進入自動運行界面，操縱機器人進行自動控制流程。在進行焊接時，機器人便會進入自動模式，焊槍會按照前期示教模式編好的程序運動焊接。

選擇好需要焊接的工件和所需變位機臺位后，則通過吊裝設備自動上料，機器人工作站的機器人主控制器在收到桁架機器人的上料信號后，通過I/O模塊控制變位機打開卡盤，并操縱吊裝設備移動，并將工件放置到位，點擊觸摸屏選擇相應工作臺位進行夾裝，操縱吊裝設備放下工件，卡盤夾緊，完成工件安裝。

并在工作站總控制器的觸摸屏上繼續(xù)選擇對應的工件型號、圖號、工號、和焊接程序等參數(shù)，在自動運行頁面點擊相應臺位的運行按鈕，系統(tǒng)便操縱機器人開始進入自動焊接程序。在焊接中會涉及到多層焊接，需要控制層間溫度，通過紅外測溫系統(tǒng)檢測工件的溫度，并通過模擬量通訊向機器人主控制器傳遞傳感信息，當工件冷卻至要求的溫度以下時，機器人自動進行后續(xù)焊接。

點擊停止按鈕便可停止系統(tǒng)工作。在焊接完當前焊道時，可以點擊暫停按鈕暫停焊接。在焊接完成后，運行按鈕會自動關閉，此時點擊下一步便可進入下料頁面。

機器人主控制器通過Profibus DP總線發(fā)出指令，控制變位機的卡盤松開，操縱吊裝設備夾住工件，人工取走工件。此時，在觸摸屏上點擊選擇返回至菜單頁面，完成整個自動焊接流程。

除上述實施例外，本發(fā)明還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發(fā)明要求的保護范圍。