CN103231197B - 数控焊接变位机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控焊接变位机系统，包括变位机转轴、转轴伺服电机驱动器、转轴交流伺服电机和控制它们工作的计算机控制端，还包括触摸屏和PLC，本发明控制结构简单，基于PLC控制编程容易，维护简单方便。够进行工位的设定及更改，工作速度的设定，点动控制，位置示教及再现，还能和焊机机器人进行协同工作，促进焊接工作站的工作效率。

Description

数控焊接变位机系统

技术领域

本发明涉及焊接自动化控制领域，具体的说，是涉及到一种数控焊接变位机系统。

背景技术

变位机是专用焊接辅助设备，适用于回转工作的焊接变位，以得到理想的加工位置和焊接速度。可与操作机、焊机配套使用，组成自动焊接中心，也可用于手工作业时的工件变位。工作台回转采用变频器无级调速，调速精度高。遥控盒可实现对工作台的远程操作，也可与操作机、焊接机控制系统相连，实现联动操作。随着现代加工对精度的要求加深，传动的变位机控制系统的控制精度越发难以满足加工的要求。传统基于运动控制卡的控制系统，精度足够，但是控制系统相对比较复杂，因此使用和维护都比较麻烦。

发明内容

本发明针对现有技术中的数控焊接变位机系统，精确度低，控制系统复杂的问题，提供一种数控焊接变位机系统以解决上述问题。

本发明的方案是通过这样实现的：构造一种数控焊接变位机系统，包括变位机转轴、转轴伺服电机驱动器、转轴交流伺服电机和控制它们工作的计算机控制端，其中，上述变位机转轴包括回转轴和翻转轴，还包括触摸屏和PLC，所述触摸屏的主界面包括以下选项界面：

①与焊接机器人进行通讯调整的参数设置选项；

②复位变位机转轴的复位选项，复位选项界包括回转轴和翻转轴同时复位按键，及两轴复位到位指示灯；还包括回转轴复位按键，回转轴复位到位指示灯；还包括翻转轴复位按键，翻转轴复位到位指示灯；

③可保存变位机转轴工作位置的工位设置选项，工位设置界面提供多个工位设置选项，只需在上面输入所需工位位置信息，即可将该工位保存记忆；

④可用于点位控制的示教选项，在示教状态下时，触摸屏读取电机的位置信息，并在显示框上实时显示位置的变化；

⑤可对转轴速度进行调整的点动选项界面，点动选项界面由回转轴正向点动按键及回转轴点动速度设置框，回转轴反方向点动按键及回转轴反向点动速度设置框，翻转轴正向点动按键及翻转轴正向点动速度设置框，及右下方返回主界面按键组成；

所述计算机控制端下部还设有控制面板，所述的控制面板包括启动按钮、急停按钮、转轴复位按钮、点动按键，控制面板部分组要是为了设定一些常用的机械按键，防止当触摸屏接触无法工作时，进行操作。

本发明中，作为进一步的改进，所述触摸屏还连接有蜂鸣报警器，触摸屏的主界面还包括报警界面，所述报警界面包括错误信息提示、提示接触信息和停止蜂鸣报警按钮，所述控制面板上也设有解除蜂鸣器报警按键。

本发明中，所述工位设置的执行可由触摸屏或控制面板进行控制，从而使得操作过程中可靠性操作更强。

本发明中，所述示教选项提供1-10个示教点，界面的左上方是两个信号通道的位置信息，设有示教点的设定按键，每个设为示教点按键后面有当前轴的位置值的显示框，后面是示教速度设定框，分为X轴及Y轴。界面后面是示教再现按键。

本发明中，所述示教选项中还包括有直线插补点模式和圆弧插点补模式，插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和在触摸屏直接输入这两种方式获得。在直线插补模式下，PLC读取存储从触摸屏上输入的插补点的信息，该插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和直接输入这两种方式获得。在触摸屏上需要输入所需插补直线的起始点及终点，这两个输入需要在直线插补界面上的起点输入框和终点输入框进行输入。在获得直线插补的信息后，执行直线插补，PLc内部直线插补模块子程序执行，回转轴和翻转轴进行插补。直线插补的执行可以在触摸屏上和操作板的机械按键上实现；在圆弧插补模式下，PLC读取存储从触摸屏上输入的插补点的信息，该插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和直接输入这两种方式获得。在直接输入的情况下，用户需要在触摸屏上输入圆弧插补的相关参数，圆弧的起点、终点，圆弧半径。在完成参数的输入及设置以后，按触摸屏上或者操作面板上的圆弧插补按键即可实现所需圆弧插补；

本发明中，所述计算机控制端通过保存和读取PLC脉冲输出通道的脉冲输出数寄存器的数据，以实现工位信息的读取和记忆的功能。所述触摸屏与焊接机器人的通讯方式是PLC开关量的控制方式。当焊接机器人的状态改变后，需要变为机改变姿态，只需变位机发送一个信号，PLc收到控制信号后，进行下一个动作，如此循环，完成联动。

本发明的有益效果是：

1.本发明控制结构简单，基于PLC控制编程容易，制作成本较现有的大型编程电脑低，维护简单方便。

2.本发明的能够进行工位的设定及更改，工作速度的设定，点动控制，位置示教及再现，还能和焊机机器人进行协同工作，提高了机器人焊接的效率。

3.本发明所运用的设备，程序简单，便于在同行业中进行推广应用。

附图说明

图1是本发明数控焊接变位机系统的原理框图；

图2是本发明中的示教原理流程图

图3中，a图是变位机和机器人的物理接口示意图，b图是变位机和机器人之间的握手示意图；

图4是变位机和机器人联动的动作示意图；

图5是变位机警报解除示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例描述本发明数控焊接变位机系统，这些描述并不是对本发明内容作进一步的限定。

实施例1：

如图1所示，是本发明中的原理框图，该数控焊接变位机系统包括变位机转轴、转轴伺服电机驱动器、转轴交流伺服电机和控制它们工作的计算机控制端，其中，上述变位机转轴包括回转轴和翻转轴，回转轴和翻转轴为变位机常用的转向轴体，与计算机控制端连接的操控装置包括了触摸屏和PLC，触摸屏的主界面包括以下选项界面：

①与焊接机器人进行通讯调整的参数设置选项，参数设置选项里面有和焊接机器人通讯以及一些相关参数的设置，例如操控灵敏度设置等。

②复位变位机转轴的复位选项，复位选项界包括回转轴和翻转轴同时复位按键，及两轴复位到位指示灯；还包括回转轴复位按键，回转轴复位到位指示灯；还包括翻转轴复位按键，翻转轴复位到位指示灯；

③可保存变位机转轴工作位置的工位设置选项，工位设置界面提供多个工位设置选项，只需在上面输入所需工位位置信息，即可将该工位保存记忆，本实施例中，可提供的工位设置选项为八个。

④可用于点位控制的示教选项，在示教状态下时，触摸屏读取电机的位置信息，并在显示框上实时显示位置的变化，本实施例中，示教界面提供10个点的点位示教点；界面的左上方是两个信号通道的位置信息，有10个设为示教点的按键，从1至10顺序排列。每个设为示教点按键后面有当前轴的位置值的显示框，后面是示教速度设定框，分为X轴及Y轴。界面后面是示教再现按键。

⑤可对转轴速度进行调整的点动选项界面，点动选项界面由回转轴正向点动按键及回转轴点动速度设置框，回转轴反方向点动按键及回转轴反向点动速度设置框，翻转轴正向点动按键及翻转轴正向点动速度设置框，及右下方返回主界面按键组成；

⑥触摸屏还连接有蜂鸣报警器，触摸屏的主界面还包括报警界面，报警界面包括错误信息提示、提示接触信息和停止蜂鸣报警按钮，如图5所示，该系统当出现错误时可在触摸屏上查询错误的代码，并可在提示的帮助下解除该错误的警报，使系统恢复正常工作状态。

在计算机控制端下部还设有控制面板，控制面板包括启动按钮、急停按钮、回转轴和翻转轴复位按钮、点动按键，还有控制上述八个工位启动或关闭的按键，控制面板上也设有解除蜂鸣器报警按键。

控制面板部分组要是为了设定一些常用的机械按键，防止当触摸屏接触无法工作时，进行操作。

本实施例中，示教选项中还包括有直线插补点模式和圆弧插点补模式，插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和在触摸屏直接输入这两种方式获得。在直线插补模式下，PLC读取存储从触摸屏上输入的插补点的信息，该插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和直接输入这两种方式获得。在触摸屏上需要输入所需插补直线的起始点及终点，这两个输入需要在直线插补界面上的起点输入框和终点输入框进行输入。在获得直线插补的信息后，执行直线插补，PLc内部直线插补模块子程序执行，回转轴和翻转轴进行插补。直线插补的执行可以在触摸屏上和操作板的机械按键上实现；在圆弧插补模式下，PLC读取存储从触摸屏上输入的插补点的信息，该插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和直接输入这两种方式获得。在直接输入的情况下，用户需要在触摸屏上输入圆弧插补的相关参数，圆弧的起点、终点，圆弧半径。在完成参数的输入及设置以后，按触摸屏上或者操作面板上的圆弧插补按键即可实现所需圆弧插补。

本实施例中，在点动界面中可以进入点动模式，在点动模式下控制方式如下，PLc接受触摸屏上的点动速度输入，当执行点动时，PLc按照当前设置的速度值对电机进行控制。该操作点动速度的输入在触摸屏上实现，执行点动可在操作面板及触摸屏上实现。点动方式有四种模式，分别是回转轴正转点动、回转轴反转点动、翻转轴正转点动、翻转轴反转点动。

在工位设置/执行模式下，PLc和触摸屏进行通信，将触摸屏的输入的位置信息进行记忆，保存。当执行某一工位时，PLc读取所保存的该工位信息值，进而进行相应；工位信息的输入需要再触摸屏上实现，而执行状态可以在触摸屏上实现，也可以在操作板的机械按键上实现。

如图2所示，在点位示教状态时，触摸屏读取电机的位置信息，并在显示框上实时显示位置的变化。当要进行位置示教时，点动到该点，并将其设为是位置示教点一，然后设置各轴示教的速度，完成示教速度设置后，示教点即完成输入。本设备提供最多十点的位置示教点，序号从一至十；示教再线，能够在触屏上实现也可在操作板的机械按键上实现。从图2中可看出，示教点主要采用寄存器作为记录点。

如图3-4所示，数控焊接变位机系统与焊接机器人的通信方式主要采用开关量的控制方式。当焊接机器人的状态改变后，需要变为机改变姿态，只需变位机发送一个信号，PLc收到控制信号后，进行下一个动作，如此循环，完成联动。即变位机与焊接机器人（焊接自动化设备）通过RS-232、RS-485接口进行通讯，这些接口都是现在主流的串行通信接口。

实施例2：

本实施例中，与实施例1不同之处在于工位设置选项为十个，而控制工位的执行控件也相应设置为十个，其余工作原理与实施例1相同。

本发明中，系统中采用的变成手段均可以通过现有技术实现。上述实施例仅描述现有设备最优使用方式，运用类似的常用手段代替本实施例中的元素，均落入保护范围 。最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对实施的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式子以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种数控焊接变位机系统，包括变位机转轴、转轴伺服电机驱动器、转轴交流伺服电机和控制它们工作的计算机控制端，其特征在于：还包括触摸屏和PLC，所述触摸屏的主界面包括以下选项界面：

①与焊接机器人进行通讯调整的参数设置选项；

②复位变位机转轴的复位选项；

③可保存变位机转轴工作位置的工位设置选项；

④可用于点位控制的示教选项，在示教状态下时，触摸屏读取电机、工作台编码器的位置信息，并在显示框上实时显示位置的变化；

⑤可对转轴速度进行调整的点动选项界面；

所述计算机控制端下部还设有控制面板，所述的控制面板包括启动按钮、急停按钮、转轴复位按钮、点动按键；

所述触摸屏还连接有蜂鸣报警器，触摸屏的主界面还包括报警界面，所述报警界面包括错误信息提示、提示接触信息和停止蜂鸣报警按钮，所述控制面板上也设有解除蜂鸣器报警按键；

所述工位设置的执行可由触摸屏或控制面板进行控制；

所述示教选项提供1-10个示教点，示教选项界面的左上方是两个信号通道的位置信息，示教选项界面设有示教点的设定按键，每个设定按键后面有当前轴的位置值的显示框，显示框后面是示教速度设定框，分为X轴及Y轴，示教选项界面后面是示教再现按键。

2.根据权利要求1所述的数控焊接变位机系统，其特征在于：所述示教选项中还包括有直线插补点模式和圆弧插补点模式，插补点的位置信息，可以由点动后读取电机位置值和在触摸屏直接输入这两种方式获得。

3.根据权利要求1或2所述的数控焊接变位机系统，其特征在于：所述计算机控制端通过保存和读取PLC脉冲输出通道的脉冲输出数寄存器的数据，以实现工位信息的读取和记忆的功能。

4.根据权利要求3所述的数控焊接变位机系统，其特征在于：所述触摸屏与焊接机器人的通讯方式是PLC开关量的控制方式。