抽油煙機機械人雷射焊接系統的製作方法

2023-04-27 18:39:31 2

專利名稱：抽油煙機機械人雷射焊接系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械控制領域，尤其涉及一種抽油煙機機械人雷射焊接系統。
背景技術：
現有的抽油煙機焊接設備通常為直縫焊專機，在手動裝卸工件的情況下，其過程 全自動完成。然而，這種設備是針對長方形工件的外側焊縫呈90度直角而設計的，對於非 直角焊縫，該煙機焊接設備不能滿足加工要求，通常都需要採用傳統的手工焊接來焊接。由 於手工焊接加工精度不高且生產效率極低。也換句話說，無論是採用現有的煙機焊接專機 還是手工焊接，均達不到抽油煙機工業對煙機外罩邊角位焊接的質量、生產效率及降低能 耗的要求。因此，亟待提供一種改進的抽油煙機機械人雷射焊接系統以克服上述缺陷。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題在於提供一種抽油煙機機械人雷射焊接系統，其不 僅可以焊接直縫焊，也可以焊接非直縫焊，並且可以保證焊接質量、提高生產效率。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種抽油煙機機械人雷射焊接系統， 其包括主控單元、機器人單元、安裝在所述機器人單元上的雷射焊接設備、以及用於固定待 焊接工件的翻轉變位機，所述翻轉變位機包括驅動裝置和安裝在所述驅動裝置上的迴轉工 作臺。所述機器人單元包括與所述主控單元電連接的機器人控制器、所述機器人控制器的 一擴展擴展外軸控制器和機器人本體，所述外軸控制器與所述驅動裝置電連接。與現有技術相比，本實用新型的抽油煙機機械人雷射焊接系統採用機器人單元和 雷射焊接設備相結合，柔性化程度高、自動化程度高，可以焊接空間曲線軌跡，動作迅速，定 位精度高，從而可以保證煙機焊接的質量和生產效率。此外，所述迴轉工作檯通過機器人 控制器的擴展外軸控制器控制，可以節省迴轉工作檯單獨迴轉時，需要位置確認以及與機 器人通信等過程增加的時間，從而可以有效提高生產效率。再者，採用雷射焊接，焊接速度 快、焊接時產生小的熱變形，而且對鄰近的金屬沒有機械扭曲，可以實現無縫焊接，焊接質 量好、效率高。本發明較好的技術方案是所述翻轉變位機為兩臺。當機器人本體在一個翻轉變 位機處進行焊接操作時，工作人員可以在另一個翻轉變位機上完成工件的上料和下料，進 一步節省時間和提高效率。本發明優選的技術方案是所述主控單元為可編程邏輯控制器，其包括電源模塊、 CPU模塊、功能模塊和輸入輸出模塊，所述輸入輸出模塊與所述機器人控制器電連接，所述 功能模塊與所述驅動裝置電連接。所述主控單元可以採用非機架結構的模塊拼裝方式，柔 性化程度高。所述機器人單元還包括與所述CPU模塊電連接的示教盒，所述CPU模塊從所 述示教盒中下載程序，運行後可維持系統的自動運行。所述翻轉變位機上設有夾具識別模 塊和/或氣缸狀態檢測模塊，所述夾具識別模塊和/或氣缸狀態檢測模塊與所述主控單元 的輸入輸出模塊電連接，進一步提高系統的自動化程度。[0008]本發明更優選的技術方案是所述雷射焊接設備包括雷射器和光纖焊接頭，所述 光纖焊接頭固定在所述機器人本體上，所述雷射器與所述機器人控制器電連接。所述雷射 焊接設備還包括電流反饋控制模塊，所述電流反饋控制模塊與所述主控單元電連接。所述 雷射焊接設備還可以包括與所述雷射器配合的冷卻系統。通過以下的描述並結合附圖，本實用新型將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本 實用新型的實施例。

圖1為本實用新型抽油煙機機械人雷射焊接系統一個實施例的結構示意圖。圖2為圖1所示抽油煙機機械人雷射焊接系統的工作狀態示意圖。圖3為圖1所示抽油煙機機械人雷射焊接系統的電氣控制原理圖。圖4為圖1所示抽油煙機機械人雷射焊接系統的機器人單元與雷射焊接設備的通
信原理圖。
具體實施方式
現在參考附圖描述本實用新型的實施例，附圖中類似的元件標號代表類似的元 件。如上所述，本實用新型提供了一種抽油煙機機械人雷射焊接系統，該系統不僅可以焊接 直縫焊，也可以焊接非直縫焊，並且可以保證焊接質量、提高生產效率。下面將結合附圖詳細闡述本實用新型實施例的技術方案。如圖1所示，本實施例 的抽油煙機機械人雷射焊接系統包括主控單元1、機器人單元2、安裝在所述機器人單元2 上的雷射焊接設備3、以及用於固定待焊接工件5的翻轉變位機4(見圖2)。如圖2所示， 所述翻轉變位機4包括驅動裝置41和安裝在所述驅動裝置41上的迴轉工作檯42。所述機 器人單元2包括機器人控制器21、所述機器人控制器21的一擴展外軸控制器23(見圖3) 和機器人本體22，所述外軸控制器23與所述驅動裝置41連接。所述外軸控制器23為所述 機器人控制器21的擴展部分，其中包含有一個伺服放大模塊，換句話說，所述翻轉變位機4 的驅動裝置41通過外軸控制器23控制，與所述機器人本體22同時動作，可以節省單獨定 位工件以及與機器人控制器22通信的時間，從而提高工作效率。具體的，所述驅動裝置41 可以為伺服電機。如圖2所示，作為本發明的優選實施例，本實施例的抽油煙機機械人雷射焊接系 統包括兩個翻轉變位機4。容易知道，兩臺翻轉變位機可以設置在工作車間內、機器人本體 的運動軌跡可以到達的任意位置。由於設置了兩個翻轉變位機4，使得機器人本體23有兩 個焊接工位，當其在一個工位進行焊接時，工作人員可以在另一工位進行焊接工件的上料 或下料，從而可以節省時間，有效提高焊接效率。具體的，如圖3所示，本實施例的主控單元1為中小型PLC，其可以採用非機架結構 的模塊拼裝方式，以提高柔性化程度。具體的，所述主控單元1包括電源模塊11、CPU模塊 12、功能模塊13和輸入輸出模塊14。所述電源模塊11為各模塊提供穩定的直流工作電流， 所述輸入輸出模塊14的輸入模塊接收各按鈕、傳感器的信號，並將信息反饋給所述CPU模 塊12，所述CPU模塊12控制所述功能模塊13進行伺服控制，所述輸入輸出模塊14的輸出 模塊用於控制各種執行器件，如氣缸等的動作。需要說明的是，PLC的結構和原理為本領域技術人員熟知，在此省略詳細描述。所述機器人單元2還包括與所述CPU模塊12電連接的 示教盒24，所述CPU模塊12從所述示教盒24中下載程序，運行後可維持系統的自動運行。所述翻轉變位機4上可以設有夾具識別模塊和/或氣缸狀態檢測模塊，所述夾具 識別模塊和/或氣缸狀態檢測模塊與所述主控單元的輸入輸出模塊電連接，進一步提高系 統的自動化程度。夾具識別模塊識別所用夾具後，將信息傳遞給主控單元1，所述主控單元 1根據設定和儲存的夾具控制信息對不同夾具進行相應的控制。所述氣缸狀態檢測模塊可 以用於監測氣缸的夾緊和鬆開狀態，並將信息反饋給主控單元1。進一步地，如圖1所述，所述雷射焊接設備3包括雷射器31和光纖焊接頭32，所述 光纖焊接頭32固定在所述機器人本體22上，所述雷射器31與所述機器人控制器21電連 接。具體的，機器人控制器21與所述雷射器31的通信方式如圖4所示，可以通過繼電器實 現。本實施例的雷射焊接設備3採用固體雷射器配合使用光纖傳輸，經光纖輸出聚焦後，對 工件進行多面或多點焊接，具有光束質量好、光斑均勻細小，安裝移動方便等優點，並且能 夠有效提高焊縫質量。優選的，所述雷射焊接設備3還包括電流反饋控制模塊33，所述電流 反饋控制模塊33與所述主控單元1電連接。所述電流反饋控制系統33對燈電流波形進行 反饋，可以提高雷射器輸出能量的穩定性，提高產品的成品率。進一步地，所述雷射焊接設備3還可以包括與所述雷射器配合的冷卻系統34。所 述冷卻系統34包括測溫裝置、水循環、散熱器和去離子樹脂等，測溫裝置實時監測水箱內 的水溫，判斷水溫是否過高，若超過溫度上限系統將自動關閉雷射器，避免雷射器受到損 害。所述冷卻系統的結構為本領域技術人員熟知，在此省略詳細描述。下面結合圖1-3說明本發明抽油煙機機械人雷射焊接系統的工作過程，首先，工 作人員在一個翻轉變位機4處上料，夾緊夾具，機器人本體22開始焊接煙機第一端焊縫，焊 接完畢，翻轉變位機4在外軸控制器23的控制下變位，焊接第二端，焊接完畢後，翻轉變位 機4再變位，依次焊接其它兩邊，焊接完畢後，工作人員進行下料和上料操作，與此同時，機 器人本體22在另一翻轉變位機4以相同的步驟執行焊接操作。
權利要求1.一種抽油煙機機械人雷射焊接系統，包括主控單元、機器人單元、安裝在所述機器人 單元上的雷射焊接設備、以及用於固定待焊接工件的翻轉變位機，所述翻轉變位機包括驅 動裝置和安裝在所述驅動裝置上的迴轉工作檯，其特徵在於所述機器人單元包括與所述 主控單元電連接的機器人控制器、所述機器人控制器的一擴展外軸控制器和機器人本體， 所述擴展外軸控制器與所述驅動裝置電連接。
2.根據權利要求1所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述翻轉變位 機為兩臺。
3.根據權利要求1所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述主控單元 為可編程邏輯控制器。
4.根據權利要求3所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述主控單元 包括電源模塊、CPU模塊、功能模塊和輸入輸出模塊，所述輸入輸出模塊與所述機器人控制 器電連接，所述功能模塊與所述驅動裝置電連接。
5.根據權利要求4所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述機器人單 元還包括與所述CPU模塊電連接的示教盒。
6.根據權利要求5所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述翻轉變位 機上設有夾具識別模塊和/或氣缸狀態檢測模塊，所述夾具識別模塊和/或氣缸狀態檢測 模塊與所述主控單元的輸入輸出模塊電連接。
7.根據權利要求5所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述主控單元 採用非機架結構的模塊拼裝方式。
8.根據權利要求1-7任一項所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述 雷射焊接設備包括雷射器和光纖焊接頭，所述光纖焊接頭固定在所述機器人本體上，所述 雷射器與所述機器人控制器電連接。
9.根據權利要求8所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述雷射焊接 設備還包括電流反饋控制模塊，所述電流反饋控制模塊與所述主控單元電連接。
10.根據權利要求8所述的抽油煙機機械人雷射焊接系統，其特徵在於所述雷射焊接 設備還包括與所述雷射器配合的冷卻系統。
專利摘要本實用新型公開了一種抽油煙機機械人雷射焊接系統，其包括主控單元、機器人單元、安裝在所述機器人單元上的雷射焊接設備、以及用於固定待焊接工件的翻轉變位機，所述翻轉變位機包括驅動裝置和安裝在所述驅動裝置上的迴轉工作檯。所述機器人單元包括與所述主控單元電連接的機器人控制器、與所述機器人控制器電連接的外軸控制器和機器人本體，所述外軸控制器與所述驅動裝置電連接。該抽油煙機機械人雷射焊接系統不僅可以焊接直縫焊，也可以焊接非直縫焊，並且可以保證焊接質量、提高生產效率。
文檔編號B23K26/00GK201783756SQ201020241109
公開日2011年4月6日 申請日期2010年6月22日 優先權日2010年6月22日
發明者餘芳, 塗勇 申請人:應城新亞圖焊接裝備工程有限公司