一種船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統的製作方法

2023-06-04 03:18:21

本發明涉及一種氣路控制系統，具體的說是一種用於船用低速機氣閥焊接機器人工作站的氣路控制系統，屬於焊接加工技術領域。

背景技術：

船用低速柴油機進排氣門堆焊工藝複雜，傳統多採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，產品質量參差不齊。為了解決這些問題，開發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，這些設備的運作需要通過氣動系統控制與傳動的互相配合才能完成，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，需要有一套整體的氣路控制系統，實現對船用低速機氣閥加工程序的全局控制及監控。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題，是克服現有技術的缺點，提供一種可應用於焊接機器人工作站系統中，能夠實現各設備完美匹配，提高工作效率，安全可靠的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統。

為了解決以上技術問題，本發明提供一種船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，包括焊接氣櫃，所述焊接氣櫃的出口通過管路連接壓縮空氣系統，所述壓縮空氣系統包括空氣壓縮機及空氣乾燥器，所述空氣壓縮機的排氣口與空氣乾燥器的進氣口相連接，所述空氣乾燥器的出口通過管路及氣源處理三聯件與焊接機器人工作站的各單元迴路相連接；所述單元迴路包括第一氣動卡盤迴路、第二氣動卡盤迴路、清槍系統迴路、打磨裝置迴路、焊槍裝置迴路及快換裝置迴路；所述第一氣動卡盤迴路包括依次設置的三位五通電磁閥A、節流閥A及第一氣動卡盤；所述第二氣動卡盤迴路包括依次設置的三位五通電磁閥B、節流閥B及第二氣動卡盤；所述清槍系統迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥A、節流閥C及清槍系統；所述打磨裝置迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥B、節流閥D及打磨裝置；所述焊槍裝置迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥C、節流閥E及焊槍裝置；所述快換裝置迴路包括依次設置的三位五通電磁閥C、節流閥F及快換裝置。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，第一氣動卡盤迴路通過三位五通電磁閥A與氣櫃連接，當所述三位五通電磁閥A的正動作線圈通電時，正動作氣路接通，第一卡盤加緊；當所述三位五通電磁閥A的反動作線圈通電時，反動作氣路接通，第一卡盤鬆開。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，第二氣動卡盤迴路通過三位五通電磁閥B與氣櫃連接，當所述三位五通電磁閥B的正動作線圈通電時，正動作氣路接通，第二卡盤加緊；當所述三位五通電磁閥B的反動作線圈通電時，反動作氣路接通，第二卡盤鬆開。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，快換裝置迴路通過三位五通電磁閥C與氣櫃連接，當所述三位五通電磁閥C的正動作線圈通電時，正動作氣路接通，快換器吸合；當所述三位五通電磁閥C的反動作線圈通電時，反動作氣路接通，快換器打開。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，所述三位五通電磁閥的正動作線圈斷電後，所述正動作氣路為接通狀態，當所述三位五通電磁閥的反動作線圈通電後，所述正動作氣路為關閉狀態。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，清槍系統迴路通過兩位三通電磁閥A與氣櫃連接，當所述兩位三通電磁閥A通電時，氣路接通，清槍系統啟動；當所述兩位三通電磁閥A斷電時，氣路關閉，清槍系統結束運動。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，打磨裝置迴路通過兩位三通電磁閥B與氣櫃連接，當所述兩位三通電磁閥B通電時，氣路接通，打磨裝置啟動轉動；當所述兩位三通電磁閥B斷電時，氣路關閉，打磨裝置結束打磨工作。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，焊槍裝置迴路通過兩位三通電磁閥C與氣櫃連接，當所述兩位三通電磁閥C通電時，氣路接通，焊槍裝置中的遮蓋板閉合；當所述兩位三通電磁閥C斷電時，氣路關閉，焊槍裝置中的遮蓋板打開。

進一步的，前述的船用低速機氣閥焊接機器人工作站氣路控制系統，氣源處理三聯件依次為空氣過濾器、減壓閥及油霧器;所述空氣過濾器對進入的氣源進行清潔，過濾壓縮空氣中的水分；所述減壓閥對過濾完畢的氣源進行穩壓，使氣源處於恆定狀態；所述油霧器對機體運動部件進行潤滑，對不方便加潤滑油的部件進行潤滑。

本發明的有益效果是：本發明解決了現有技術中船用低速機氣閥焊接機器人工作站中的氣動系統功能單一的缺點，通過氣路控制系統整合了多條控制迴路的氣動系統，用戶可以根據需要選配以上控制迴路以實現多種功能，使各個迴路的氣動系統能夠充分利用，提高了生產效率。同時，本發明的氣動卡盤迴路及快換裝置迴路均通過三位五通電磁閥與氣源連接，即使給正動作線圈斷電後正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止；反之，反動作線圈通電時，則反動作氣路接通，即使給反動作線圈斷電後反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止，這樣即使系統斷電或突然停電，卡盤上的工件和快換器上的焊槍或者打磨頭也不會掉落，起到安全保護的作用。

附圖說明

圖1為本發明的氣動系統示意圖。

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氣動控制系統，如圖1所示，包括氣源1，本實施例中氣源為安裝有螺杆式空氣壓縮機的焊接氣櫃，該焊接氣櫃的出口通過管路連接壓縮空氣系統2。壓縮空氣系統包括空氣壓縮機及空氣乾燥器，空氣壓縮機的排氣口與空氣乾燥器的進氣口相連接，空氣乾燥器的出口通過管路及氣源處理三聯件3與焊接機器人工作站的各單元迴路相連接。

其中，單元迴路包括第一氣動卡盤迴路4、第二氣動卡盤迴路5、清槍系統迴路6、打磨裝置迴路7、焊槍裝置迴路8及快換裝置迴路9。第一氣動卡盤迴路包括依次設置的三位五通電磁閥A41、節流閥A42及第一氣動卡盤43；第二氣動卡盤迴路包括依次設置的三位五通電磁閥B51、節流閥B52及第二氣動卡盤53；清槍系統迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥A61、節流閥C62及清槍系統63；打磨裝置迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥B71、節流閥D72及打磨裝置73；焊槍裝置迴路包括依次設置的兩位三通電磁閥C81、節流閥E82及焊槍裝置83；快換裝置迴路包括依次設置的三位五通電磁閥C91、節流閥F92及快換裝置93。

具體使用時通過焊接機器人工作站的總控制器操控整個氣路，管理所有電磁閥的開合，通過機器人示教器操控除第一氣動卡盤、第二氣動卡盤迴路以外的氣路。其中，當試驗過程中，氣路可通過示教器與總控制器手動單獨控制，單獨開合某個氣路；當需要在機器人動作程序中控制氣路的開合時，則會在示教器中通過程序語句的方式控制。

本實施例的工作過程為：先將機器人調到示教模式，通過示教盒對機器人進行編程，確定焊槍運動的姿態與運動軌跡，並示教好取槍、放槍、取打磨裝置、打磨程序、放打磨裝置等動作程序然後在進行焊接時再將機器人調到自動模式，焊槍即會按照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後，開啟焊接氣櫃，並保持待機狀態，點擊示教器的啟動按鈕後，焊接氣櫃開始供氣，通過管路將高壓氣體輸送至空氣壓縮機內，通過空氣壓縮機排氣口進入冷幹機,並通過冷幹機對氣體進行乾燥處理。

此時，氣體依次進入氣源處理三聯件的空氣過濾器、減壓閥及油霧器。首先，空氣過濾器對進入的氣源的進行清潔，過濾去除壓縮空氣中的水分，避免水分隨氣體進入裝置。隨後減壓閥對過濾後的氣源進行穩壓，使氣源處於恆定狀態，可減小因氣源氣壓突變時對閥門或執行器等硬體的損傷。油霧器則對機體運動部件進行潤滑，對不方便加潤滑油的部件進行潤滑，大大延長機體的使用壽命。隨後進入第一氣動卡盤迴路，工作站總控器操控三位五通電磁閥A的正動作線圈通電，正動作氣路接通，第一卡盤處於收緊狀態，夾緊一號工件。三位五通電磁閥具有1個進氣孔，用於接進氣氣源、1個正動作出氣孔和1個反動作出氣孔，分別提供給目標設備的一正一反動作的氣源、1個正動作排氣孔和1個反動作排氣孔，安裝有消聲器。給正動作線圈通電，則正動作氣路接通，正動作出氣孔有氣，氣體由進氣孔流進正動作出氣孔，此時反動作出氣孔和反動作排氣孔聯通，將反動作氣路的氣排空，即使給正動作線圈斷電後正動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給反動作線圈通電為止。 給反動作線圈通電，則反動作氣路接通，反動作出氣孔有氣，氣體由進氣孔流進反動作出氣孔，此時正動作出氣孔和正動作排氣孔聯通，將反動作氣路的氣排空即使給反動作線圈斷電後反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止。兩個線圈全部斷電時，所有進氣口關閉；排氣口關閉，氣動元件處於保壓狀態。

工作站總控制器操控機器人進行取槍動作，並操控焊槍裝置迴路的兩位三通電磁閥C斷電，氣路關閉，焊槍裝置中的遮蓋板打開；此時，快換裝置迴路的三位五通電磁閥C的正動作線圈通電，正動作氣路接通，快換器處於吸合狀態，通過快換器與焊槍的連接法蘭連接，完成取槍動作。

下一步進入清槍剪絲工序，清槍系統迴路中通過兩位三通電磁閥A、兩位三通電磁閥A』分別控制清槍動作及剪絲動作。當兩位三通電磁閥A通電時，氣路接通，清槍動作開始啟動；當兩位三通電磁閥A斷電時，氣路關閉，清槍動作停止運行。當兩位三通電磁閥A』通電時，氣路接通，剪絲動作開始啟動；當兩位三通電磁閥A』斷電時，氣路關閉，剪絲動作停止運行。

在完成對一號工件的焊接工序後，機器人進行放槍動作，快換裝置的三位五通電磁閥C的反動作線圈通電，反動作氣路接通，快換器打開，焊槍放置於焊槍工裝臺上。同時，焊槍裝置迴路的兩位三通電磁閥C通電，氣路接通，焊槍裝置中的遮蓋板閉合，防止灰塵油汙等進入焊槍接口處。

下一步進入打磨工序，機器人首先進行取打磨裝置動作，快換裝置迴路的三位五通電磁閥C的正動作線圈通電，正動作氣路接通，快換器處於吸合狀態，通過快換器與打磨裝置的連接法蘭連接，完成取打磨裝置動作。當打磨裝置移動至一號工件位置時，打磨裝置迴路的兩位三通電磁閥B通電，氣路接通，打磨裝置開始轉動，進行打磨工序；當打磨工序完成後，兩位三通電磁閥B斷電，氣路關閉，打磨裝置結束打磨工作。此時，機器人將打磨裝置移動放置於打磨工裝臺的工作位內，快換裝置的三位五通電磁閥C的反動作線圈通電，反動作氣路接通，快換器打開，完成放打磨裝置的動作。

完成對一號工件的焊接處理後，進入二號工件焊接工序：工作站總控制器操控三位五通電磁閥B的正動作線圈通電，正動作氣路接通，第二卡盤處於收緊狀態，夾緊二號工件。並依次進行取槍、焊接、清槍剪絲、放槍、取打磨裝置、放打磨裝置的工序。

在完成對一號、二號工件的焊接處理後，工作站總控制器操控三位五通電磁閥A及三位五通電磁閥B的反動作線圈通電，反動作氣路接通，第一卡盤及第二卡盤鬆開，通過吊裝吊具取走工件。

除上述實施例外，本發明還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明要求的保護範圍。