专利名称：一种机器人点焊系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及机器人点焊领域。
背景技术：
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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种工作效率高、稳定性好，能有效的控制，避·免机器人掉电极帽喷水、提高焊接质量及易于维护的机器人电焊系统。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种机器人点焊系统，包括焊枪和焊接控制器，以及配合机器人点焊系统工作的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统，所述的压缩空气供气系统由气源端输入的压缩空气依次经气动三联件、残压释放阀、压力开关和电气比例阀输送至焊枪；所述的循环进水系统由进水端输入的冷却水依次经过进水黄铜球阀、过滤器和进水电子阀输送至焊枪电极部分；所述的循环回水系统由焊枪流出的冷却水依次经过回水电磁阀、流量计和回水黄铜球阀进入循环水主管道。所述的压力开关为数显压力开关，该处分出一路气源流至电极修磨器。所述的压力开关与电气比例阀之间的管路设有三通接头，分流处的气源输送至焊枪的开关气源管路。所述的循环进水系统的进水电子阀与焊枪进水端之间设有三通接头，分流出的冷却水输送至焊接控制器，为可控硅提供冷却；所述的循环回水系统的回水电子阀与焊枪回水端之间设有三通接头，该分流管路连接焊接控制器的回水端接口。所述的流量计为数显式水流量计，其输出超限信号至焊接控制器，所述的焊接控制器输出控制信号至回水和进水电磁阀。所述的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统部件均固定于竖直设置的固定面板上，并通过水气软管连接设备，所述的固定面板由两侧的立柱固定于工作区域。一种机器人点焊系统实现的控制方法，包括以下步骤(I)数显式水流量计预设流量下限值，并显示当前流量值；(2)若当前流量值小于流量下限值，超限信号反馈至焊接控制器(10)；(3)焊接控制器关闭回水和进水电磁阀。
本发明的优点在于通过三个系统使得机器人点焊系统模块化，所有元件均为标准件，安装、拆卸周期短，使用方便，易于维护，极大提高了机器人工作效率，通用性强。
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明图I为系统控制原理图；图2为控制系统安装示意图；图3、4为控制系统固定支架结构示意图；上述图中的标记均为1、气动三联件；2、残压释放阀；3、压力开关；4、电气比例阀；5、黄铜球阀；6、数显流量计；7、电磁阀；8、水流过滤器；9、焊枪；10、焊接控制器；11、电 极修磨器。
具体实施例方式机器人点焊系统包括焊枪9和焊接控制器10，以及配合机器人点焊系统工作的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统。如图2所示，上述压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统部件分为三层固定于竖直设置的固定面板上，如图3、4所示，该固定面板由两侧的立柱固定于工作区域，每个系统的进出口通过软管与相应设备连接，这样的模块化设计以及连接方式，使得该系统能够方便快捷与设备连接，增强系统的通用性强，便于拆卸维护。参见图I可知，压缩空气供气系统由气源端输入的压缩空气依次经气动三联件I、残压释放阀2、压力开关3和电气比例阀4输送至焊枪9，其中压力开关3为数显压力开关，该处分出一路气源流至电极修磨器11，并且在压力开关3与电气比例阀4之间的管路设有三通接头，分流处的气源输送至焊枪9的开关气源管路。压缩空气供气系统工作原理将残压释放阀2手动阀打开，当压缩空气供气系统通过软管接入气源，压缩空气经过气动三联件I过滤及油雾分离后，依次通过残压释放阀2和数显压力开关3，并由此处分成两路气源a、b，气源a到达电极修磨器，气源b经过三通接头分成气源c和d，气源c经过机器人底座接入焊枪9双控电磁阀进气口，为焊枪9大小开动作供气；气源d进入电气比例阀4调压后通过机器人底座接入焊枪9单控电磁阀进气口，为机器人焊接提供必要的气压。焊接压力由该焊点所处于的位置、板件厚度等因素决定，并通过机器人调用不同焊接规范来控制电气比例阀4输出所需焊接压力，压力开关3和电气比例阀4分别显示进气压力和调压后的焊接压力。这样的布置结构，能够使该系统能够满足各种机器人点焊系统的供气要求，显示供气状态，提高系统安全性能，也能够方便的维护和检修。参见图I可知，循环进水系统由进水端输入的冷却水依次经过进水黄铜球阀5、过滤器8和进水电子阀7输送至焊枪9电极部分，循环回水系统由焊枪9流出的冷却水依次经过回水电磁阀4、流量计6和回水黄铜球阀5进入循环水主管道，同时还增设了焊接控制器10的冷却循环系统，即进水电子阀7与焊枪9进水端之间设有三通接头，分流出的冷却水输送至焊接控制器10，为可控硅提供冷却，回水电子阀7与焊枪9回水端之间设有三通接头，该分流管路连接焊接控制器10的回水端接口，从而形成焊接控制器10的冷却回路。
循环进水系统与循环回水系统的工作原理打开黄铜球阀5，循环冷却水经过过滤器8过滤后，到达先导式电磁阀7后停止，此时机器人焊枪内无水，当机器人发出冷却水开启命令，该电磁阀7通电，主阀打开，冷却水进入，通过三通接头冷却水分别进入焊接控制器10以及通过机器人底座进入焊枪9，为焊枪9电极部分提供冷却。焊接控制器10回水及焊枪9电极部分回水经过冷却后通过机器人底座的管路进入水气集成控制系统的回水管内，并依次通过先导式电磁阀7、数显式水流量计6及黄铜球阀5后进入公司循环水主管道，冷却水循环结束。其中流量计6为数显式水流量计，可以设置焊接所需水流量上下限值，并显示当前焊接水流量，当低于设定值时，数显式水流量计输出超限信号至焊接控制器10，之后焊接控制器10输出控制信号至回水和进水电磁阀7，关闭先导式电磁阀7，进回水管道关闭，可有效避免机器人因掉电极帽而发生的冷却水回流、喷水现象发生。具体控制方法(I)数显式水流量计预设流量下限值，显示当前流量值并将其与下限值比对；(2)若当前流量值小于流量下限值，则说明回水量少了，存在异常，此时数显式水流量计发出超限信号反馈至焊接控制器10 ；(3)焊接控制器10接收到反馈信号后关闭回水和进水电磁阀7。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种机器人点焊系统，包括焊枪(9)和焊接控制器(10)，以及配合机器人点焊系统工作的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统，其特征在于 所述的压缩空气供气系统由气源端输入的压缩空气依次经气动三联件(I)、残压释放阀(2)、压力开关(3)和电气比例阀(4)输送至焊枪(9)； 所述的循环进水系统由进水端输入的冷却水依次经过进水黄铜球阀(5)、过滤器(8)和进水电子阀(7)输送至焊枪(9)电极部分； 所述的循环回水系统由焊枪(9)流出的冷却水依次经过回水电磁阀(4)、流量计(6)和回水黄铜球阀(5)进入循环水主管道。
2.根据权利要求I所述的机器人点焊系统，其特征在于所述的压力开关(3)为数显压力开关，该处分出一路气源流至电极修磨器(11)。
3.根据权利要求2所述的机器人点焊系统，其特征在于所述的压力开关(3)与电气比例阀(4)之间的管路设有三通接头，分流处的气源输送至焊枪(9)的开关气源管路。
4.根据权利要求I所述的机器人点焊系统，其特征在于所述的循环进水系统的进水电子阀(7)与焊枪(9)进水端之间设有三通接头，分流出的冷却水输送至焊接控制器(10)，为可控硅提供冷却；所述的循环回水系统的回水电子阀(7)与焊枪(9)回水端之间设有三通接头，该分流管路连接焊接控制器(10)的回水端接口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的机器人点焊系统，其特征在于所述的流量计(6)为数显式水流量计，其输出超限信号至焊接控制器(10)，所述的焊接控制器(10)输出控制信号至回水和进水电磁阀(7)。
6.根据权利要求5所述的机器人点焊系统，其特征在于所述的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统部件均固定于竖直设置的固定面板上，并通过水气软管连接设备，所述的固定面板由两侧的立柱固定于工作区域。
7.一种利用权利要求1-6所述的机器人点焊系统实现的控制方法，其特征在于 (1)数显式水流量计预设流量下限值，并显示当前流量值； (2)若当前流量值小于流量下限值，超限信号反馈至焊接控制器(10)； (3 )焊接控制器(10 )关闭回水和进水电磁阀(7 )。
全文摘要
本发明揭示了一种机器人点焊系统，包括焊枪和焊接控制器，以及配合机器人点焊系统工作的压缩空气供气系统、循环进水系统和循环回水系统， 所述的压缩空气供气系统由气源端输入的压缩空气依次经气动三联件、残压释放阀、压力开关和电气比例阀输送至焊枪；所述的循环进水系统由进水端输入的冷却水依次经过进水黄铜球阀、过滤器和进水电子阀输送至焊枪电极部分；所述的循环回水系统由焊枪流出的冷却水依次经过回水电磁阀、流量计和回水黄铜球阀进入循环水主管道。通过三个系统使得机器人点焊系统模块化，所有元件均为标准件，安装、拆卸周期短，使用方便，易于维护，极大提高了机器人工作效率，通用性强。
文档编号B23K37/00GK102886630SQ20121024782
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者魏国杰, 后明安, 曹阳天 申请人:奇瑞汽车股份有限公司