本发明涉及汽车制造领域的机器人，具体说是一种焊接机器人的控制系统。
背景技术：
机器人已广泛应用于工业生产中，尤其是在汽车零件生产和加工的焊接过程中，机器人的手臂通过做摆动和圆周旋转运动满足工业生产的需求。随着先进制造技术的发展，采用机器人焊接已成为焊接自动化技术现代化的主要标志。焊接机器人由于通用性强、工作可靠的优点，受到人们越来越多的重视。但与之配套的点焊水气动能输送、控制方式却较为混乱。管路布局走向随意、各种接头五花八门，维护
工作复杂且功能单一，对机器人点焊出现的许多问题无法做出有效控制，严重影响了机器人的工作效率、降低了焊接质量的稳定性。
技术实现要素：
针对上述技术问题，本发明提供一种通过伸缩机械手进行供气和水循环的焊接机器人的控制系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种焊接机器人的控制系统，包括焊接控制器、机器人小臂和机械手，机械手通过腕部与小臂铰接，机械手连接有焊枪，所述机械手上安装有位置传感器，所述腕部设置有与气源连接的气阀，所述控制器接收焊枪的供气信号后，控制气阀开启，使高压气体从腕部流入机械手，再从机械手流入焊枪；所述腕部设置有与水源连接的水阀，所述控制器接收焊枪的供水信号后，控制水阀开启，使冷却水从腕部流入机械手，再从机械手流入焊枪电极部分，然后从焊枪电极部分回流至腕部；所述控制器根据位置传感器传送的位置信号控制流经机械手的气体或冷却水驱动所述机械手伸长或缩短。
作为优选，所述腕部包括可转动的中空回转轴，该回转轴的径向一侧固定连接所述机械手，回转轴的径向另一侧与所述小臂铰接；所述机械手为中空机械手，设置于机械手中间的隔板将机械手内腔分隔为密闭的气腔和水腔，所述回转轴内腔两端由中间板分隔，所述回转轴内腔一端安装有所述气阀，通过该气阀流入回转轴内腔的气体经气腔流入所述焊枪；所述回转轴内腔另一端安装有所述水阀，通过该水阀流入回转轴内腔的冷却水经水腔进入所述焊枪电极部分，再从电极部分回流至回转轴内腔所述另一端。
作为优选，所述机械手包括中空外壳和设置在该外壳内腔且前端通过盖板封闭的中空内壳，内壳与所述焊枪连接，所述外壳内腔和内壳内腔构成所述机械手内腔，所述隔板由设置在内壳内腔中间的前隔板和设置在外壳内腔中间的后隔板组成，前后隔板可相对滑动，该前后隔板将所述机械手内腔分隔为所述气腔和水腔；所述控制器根据位置信号控制流经气腔的气体或流经水腔的冷却水驱动所述内壳伸出或缩回外壳内腔。
作为优选，所述焊枪安装在内壳的所述盖板上，盖板上设有与水腔连通的水孔，该水孔通过水管与焊枪的进水口连通；所述盖板上设有与气腔连通的气孔，该气孔通过气管与焊枪的进气口连通；所述位置传感器安装在盖板上，所述水管上安装有出水阀，所述气管上安装有出气阀，所述控制器根据位置传感器的信号控制该出水阀和/或出气阀关闭；所述控制器根据供水和/或供气信号控制该出水阀和/或出气阀开启。
作为优选，所述回转轴侧壁开设有两个通孔，其中一个通孔连通转轴内腔所述一端与气腔，另一个通孔连通转轴内腔所述另一端与水腔；所述机械手内腔内设有两弹簧，其中一弹簧设置于水腔内，另一弹簧设置于气腔内，两弹簧的一端均与所述盖板连接，两弹簧的另一端均与所述回转轴侧壁连接。
作为优选，在所述外壳内腔内壁沿长度方向开设数条凹槽，所述内壳外壁设有数个滑块，每一滑块伸入对应的凹槽内且可沿凹槽移动。
作为优选，每一条所述凹槽内沿其长度方向设置有密封条。
作为优选，所述前后隔板之间设有密封垫。
从上技术方案可知，本发明通过从中空的机械手内分别通入冷却水和高压气体，一方面为焊枪电极部分供水，对焊枪进行冷却；另一方面可为焊枪供气，为机器人焊接提供必要的压力；本装置设计巧妙，使用方便，易于维护，极大提高了机器人工作效率。
附图说明
图1是本发明优选方式的结构示意图。
具体实施方式
下面结合图1详细介绍本发明：
一种焊接机器人的控制系统，包括焊接控制器7、机器人小臂1和机械手2，机械手通过腕部4与小臂1铰接，机械手连接有焊枪6，所述机械手上安装有位置传感器71，所述腕部设置有与气源连接的气阀72，所述控制器接收焊枪的供气信号后，控制气阀开启，使高压气体从腕部流入机械手，再从机械手流入焊枪，为焊枪供气；所述腕部设置有与水源连接的水阀73，所述控制器接收焊枪的供水信号后，控制水阀开启，使冷却水从腕部流入机械手，再从机械手流入焊枪电极部分，然后从焊枪电极部分回流至腕部，为焊枪电极进行水循环，带走工作的热量；所述控制器根据位置传感器传送的位置信号控制流经机械手的气体或冷却水驱动所述机械手伸长或缩短，从而调节焊枪的位置，保证焊枪位于最佳焊接位置。从上可知，本发明通过巧妙设计腕部和机械手，同时实现了机械手的伸缩控制、供水控制和供气控制三项功能，大大提高了生产效率，降低了生产成本。
作为优选，所述腕部4包括可转动的中空回转轴42，该回转轴的径向一侧固定连接所述机械手，回转轴的径向另一侧与所述小臂铰接，小臂带动焊枪摆动，回转轴可带动焊枪转动，从而使得焊枪处于最佳焊接位置；所述机械手为中空机械手，设置于机械手内腔中间的隔板33将机械手分隔为密闭的气腔36和水腔37，保证气腔和水腔各自独立，相互之间不存在泄露的现象；所述回转轴内腔43两端由中间板44分隔，使两端的内腔不相互连通；所述回转轴内腔一端安装有所述气阀72，通过该气阀流入回转轴内腔的气体经气腔流入所述焊枪；所述回转轴内腔另一端安装有所述水阀73，通过该水阀流入回转轴内腔的冷却水经水腔进入所述焊枪电极部分，再从电极部分回流至回转轴内腔所述另一端；从而实现供水和供气。
所述机械手2包括中空外壳21和设置在该外壳内腔且前端通过盖板3封闭的中空内壳22，内壳与所述焊枪连接，所述外壳内腔和内壳内腔构成所述机械手内腔，所述隔板33由设置在内壳内腔中间的前隔板331和设置在外壳内腔中间的后隔板332组成，前后隔板可相对滑动，该前后隔板将所述机械手内腔分隔为所述气腔和水腔；所述控制器根据位置信号控制流经气腔的气体或流经水腔的冷却水驱动所述内壳伸出或缩回外壳内腔，从而带动焊枪移动。
本发明中的焊枪6安装在内壳的所述盖板3上，安装方便，拆卸维护简单；盖板上设有与水腔连通的水孔31，该水孔通过水管34与焊枪的进水口连通；所述盖板上设有与气腔连通的气孔32，该气孔通过气管35与焊枪的进气口连通；所述位置传感器71安装在盖板3上，所述水管34上安装有出水阀74，所述气管上安装有出气阀75。
在实施过程中，当需要调节焊枪的位置时，控制器接收位置传感器的信号，可将所述水阀开启并关闭所述出水阀，从而保证水腔的密闭性，再将水源从回转轴内腔输送至水腔，从而利用冷却水的作用使内壳移动，达到伸缩机械手的目的；同理，在调节焊枪的位置时，通过控制器也可将所述气阀开启并关闭所述出气阀，利用高压气体使内壳移动；当然，还可同时利用冷却水和高压气体的作用使内壳移动。
在实施过程中，当机器人需要供水时，所述控制器接收焊枪传来的供水信号，将所述水阀开启并开启所述出水阀，再将水源从水阀经回转轴内腔输送至水腔，然后经出水阀输送至焊枪的电极部分，最后回流至回转轴，实现水循环。同理，当机器人需要供气时，控制器根据供气信号控制气阀和出气阀同时开启，然后将高压气体输送至焊枪，实现供气。本发明的供气和供水还可通过控制器的控制同时进行，两者不存在干涉的现象。
本发明中，所述回转轴侧壁开设有两个通孔41，其中一个通孔连通转轴内腔所述一端与气腔36，另一个通孔连通转轴内腔所述另一端与水腔37；所述机械手2内腔内设有两弹簧5，其中一弹簧设置于水腔内，另一弹簧设置于气腔内，两弹簧的一端均与所述盖板连接，两弹簧的另一端均与所述回转轴侧壁连接。在实施过程中，高压气体从回转轴内腔一端通过通孔进入气腔，再可从气腔通过盖板的气孔和气管进入焊枪的进气口，从而为焊枪供气；冷却水可从回转轴内腔另一端通过另一个通孔进入水腔，再从水腔通过盖板上水孔和水管进入焊枪的进水口，从而对焊枪的电极部分进行冷却，对电极进行冷却后的水直接回流至回转轴内腔另一端，重新参与循环，由于对电极进行冷却后的水离转轴内腔另一端的线路较长，其在循环过程中可自然冷却。在实施过程中也可对回流的水进行热交换，使其冷却后再重新参与循环。
在焊接过程中，当焊枪离焊接点较远时，冷却水从回转轴内腔通过所述通孔进入水腔，使得内壳在冷却水的作用下伸出外壳，从而带动焊枪接近焊接点，同时弹簧伸长；如果焊枪离焊接点太近，机械手内腔内的一部分冷却水可从通孔流回转轴内腔，在弹簧回复力的作用下，使内壳逐渐缩回外壳内腔，从而使焊枪处于最佳的焊接位置。同理，在高压气体和气腔弹簧的作用下可驱动内壳移动。
本发明的外壳内腔内壁沿长度方向开设数条凹槽221，所述内壳外壁设有数个滑块241，每一滑块伸入对应的凹槽内且可沿凹槽移动；在内壳伸出和缩回的过程，滑块沿凹槽移动，可实现内壳的精确移动；每一条所述凹槽内沿其长度方向设置有密封条222，保证机械手内腔的密封性；在内壳移动时，前隔板331也随着移动，在前隔板与后隔板之间设置密封垫333，可保证前隔板在移动时前后隔板之间的密封性，防止气腔和水腔连通。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。