一种变电站管母氩弧焊机器人的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及变电站自动化，尤其涉及一种变电站管母氩弧焊机器人。
【背景技术】
[0002]变电站工程中，管母线施工工艺质量和管母线焊接速度一直都是攻关难点，几十年来都是采用传统的施工工艺。同时，焊接时产生的强光、强热、有毒气体对人体会造成很大的伤害。但焊接时须有防风棚，防止惰性气体被吹散，导致焊接件被氧化，焊接质量下降。GB50149-2010《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》中规定:每道焊缝应连续施焊；焊缝未完全冷却前，母线不得移动或受力。现实情况中，手动送丝时，更换焊丝时焊接会有间断时点；且焊接时必须边焊边转动管母，这样才能将管母一圈焊完，若转动时管母受力不均，焊接部位可能会造成虚焊或焊接质量下降。从以人为本的角度出发，开发焊接机器人是有必要的。
【发明内容】
[0003]本发明目的在于克服以上现有技术之不足，提供一种变电站管母氩弧焊机器人，具体有以下技术方案实现:
所述变电站管母氩弧焊机器人，包括机械本体、驱动伺服单元、控制系统、传感系统以及系统接口，所述机械本体分别与基于闭环控制的驱动伺服单元、计算机控制系统、传感系统以及系统接口连接。
[0004]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述机械本体包括操作台、两连杆摇臂以及机械手，所述操作台为一圆柱状的柱体与作业台固接，所述两连杆摇臂分别为第一摇臂与第二摇臂，所述第一摇臂铰接于所述操作台，所述第二摇臂与第一摇臂铰接，所述机械手与第二摇臂活动连接。
[0005]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，驱动伺服单元采用液压伺服驱动方式由一闭环控制电路驱动控制。
[0006]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述控制系统向所述进给机构部输出以按检测到的所述旋转量的每个单位而预先确定的进给量、且向与所述旋转方向对应的方向进给所述焊接焊丝的控制信号。
[0007]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，作为所述进给量而设定了用于低速进给的低速进给量以及用于高速进给的高速进给量，在所述旋转操作单元以低速进给模式旋转时以所述低速进给量进给所述焊接焊丝，在所述旋转操作单元以高速进给模式旋转时以所述高速进给量进给所述焊接焊丝。
[0008]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述电弧焊接装置还具备方向变更单元，该方向变更单元更换与所述轻推转盘的旋转方向分别对应的进给方向。
[0009]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述系统接口包括内部PLC,它可以与外部设备相联，完成与外部设备间的逻辑与时实控制； 串行通讯接口，以完成磁盘数据存储、远程控制及离线编程、双机器人协调等工作。
[0010]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述传感系统包括声呐用于测量管壁的厚度，坡口的大小，以计算出送丝的速度和摆幅。
[0011]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述机械手的末端设置有摄像头，用于将采集的图像通过视频线传送到所述控制系统进行处理。
[0012]所述变电站管母氩弧焊焊接机器人的进一步设计在于，所述控制系统包括与驱动伺服单元连接的码盘，产生码盘信号；
伺服电机，接收所述码盘信号并输出所述码盘信号；
以及码盘转换装置，将接收所述码盘信号转化为增量信号，再输出所述增量信号。
[0013]本发明的优点如下:
本发明提供的变电站管母氩弧焊机器人解决目前绿色施工和工艺质量提升的困难，并在后续常规站和特高压站施工中有较高的价值。
【附图说明】
[0014]图1为本发明提供的变电站管母氩弧焊机器人的机构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明方案进行详细说明。
[0016]本实施例提供的变电站管母氩弧焊机器人，主要由机械本体、驱动伺服单元、控制系统、传感系统以及系统接口组成。机械本体分别与驱动伺服单元、计算机控制系统、传感系统以及系统接口连接参见图1。
[0017]机械本体主要由操作台、两连杆摇臂以及机械手组成。操作台为一圆柱状的柱体与作业台固接。两连杆摇臂分别为第一摇臂与第二摇臂。第一摇臂铰接于操作台，第二摇臂与第一摇臂铰接。机械手与第二摇臂活动连接。
[0018]本实施例中，驱动伺服单元采用液压伺服驱动方式由一闭环控制电路驱动控制。
[0019]控制系统向进给机构部输出以按检测到的旋转量的每个单位而预先确定的进给量、且向与旋转方向对应的方向进给焊接焊丝的控制信号。
[0020]作为进给量而设定了用于低速进给的低速进给量以及用于高速进给的高速进给量，在旋转操作单元以低速进给模式旋转时以低速进给量进给焊接焊丝，在旋转操作单元以高速进给模式旋转时以高速进给量进给焊接焊丝。
[0021]电弧焊接装置还具备方向变更单元，该方向变更单元更换与轻推转盘的旋转方向分别对应的进给方向。
[0022]系统接口主要由内部PLC、串行通讯接口组成。内部PLC，它可以与外部设备相联，完成与外部设备间的逻辑与时实控制。串行通讯接口，以完成磁盘数据存储、远程控制及离线编程、双机器人协调等工作。
[0023]传感系统包括声呐用于测量管壁的厚度，坡口的大小以计算出送丝的速度和摆幅。
[0024]机械手的末端设置有摄像头，用于将采集的图像通过视频线传送到控制系统进行处理。
[0025]控制系统主要由与驱动伺服单元连接的码盘、伺服电机以及码盘转换装置组成。与驱动伺服单元连接的码盘，产生码盘信号。伺服电机，接收码盘信号并输出码盘信号。盘转换装置，将接收码盘信号转化为增量信号，再输出增量信号。
【主权项】
1.一种变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于包括机械本体、驱动伺服单元、控制系统、传感系统以及系统接口，所述机械本体分别与基于闭环控制的驱动伺服单元、计算机控制系统、传感系统以及系统接口连接。2.根据权利要求1所述的变电站管母氩弧焊焊接机器人，其特征在于所述机械本体包括操作台、两连杆摇臂以及机械手，所述操作台为一圆柱状的柱体与作业台固接，所述两连杆摇臂分别为第一摇臂与第二摇臂，所述第一摇臂铰接于所述操作台，所述第二摇臂与第一摇臂铰接，所述机械手与第二摇臂活动连接。3.根据权利要求1所述的变电站管母氩弧焊焊接机器人，其特征在于驱动伺服单元采用液压伺服驱动方式由一闭环控制电路驱动控制。4.根据权利要求1所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述控制系统向所述进给机构部输出以按检测到的所述旋转量的每个单位而预先确定的进给量、且向与所述旋转方向对应的方向进给所述焊接焊丝的控制信号。5.根据权利要求4所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，作为所述进给量而设定了用于低速进给的低速进给量以及用于高速进给的高速进给量，在所述旋转操作单元以低速进给模式旋转时以所述低速进给量进给所述焊接焊丝，在所述旋转操作单元以高速进给模式旋转时以所述高速进给量进给所述焊接焊丝。6.根据权利要求7所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述电弧焊接装置还具备方向变更单元，该方向变更单元更换与所述轻推转盘的旋转方向分别对应的进给方向。7.根据权利要求1所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述系统接口包括 内部PLC,它可以与外部设备相联，完成与外部设备间的逻辑与时实控制； 串行通讯接口，以完成磁盘数据存储、远程控制及离线编程、双机器人协调等工作。8.根据权利要求1所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述传感系统包括声呐用于测量管壁的厚度，坡口的大小，以计算出送丝的速度和摆幅。9.根据权利要求2所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述机械手的末端设置有摄像头，用于将采集的图像通过视频线传送到所述控制系统进行处理。10.根据权利要求2所述的变电站管母氩弧焊机器人，其特征在于，所述控制系统包括 与驱动伺服单元连接的码盘，产生码盘信号； 伺服电机，接收所述码盘信号并输出所述码盘信号； 以及码盘转换装置，将接收所述码盘信号转化为增量信号，再输出所述增量信号。
【专利摘要】本发明涉及一种变电站管母氩弧焊机器人，包括机械本体、驱动伺服单元、控制系统、传感系统以及系统接口，所述机械本体分别与基于闭环控制的驱动伺服单元、计算机控制系统、传感系统以及系统接口连接。有益效果为：解决目前绿色施工和工艺质量提升的困难，并在后续常规站和特高压站施工中有较高的价值。
【IPC分类】B23K9/16, B23K9/32
【公开号】CN105290568
【申请号】CN201410335484
【发明人】朱海峰, 项玉华, 金连明, 周咏, 卢胤, 高亚平, 金振强, 黄士君, 凌俊斌
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力经济技术研究院
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年7月15日