[发明专利]宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统

说明书

本发明公开了一种宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统，包括机器人本体、焊接电源、送丝机、计算机、CAN网络协同控制器、机器人焊炬、供气装置以及冷却装置，计算机连接CAN网络协同控制器，机器人本体、焊接电源、送丝机、机器人焊炬、供气装置以及冷却装置均与CAN网络协同控制器连接；焊接电源包括主电路和控制电路；主电路包括三相整流滤波模块、SiC逆变电路、超高频功率变压器以及SiC超高频整流滤波输出电路。本发明既可用于直流恒压特性焊接，也可用于单脉冲、双脉冲、中值脉冲等任意波形焊接，也能用于高低频组合脉冲焊接，还可以变弧长恒能量方式焊接，此外还可以配合送丝系统进行脉冲送丝方式焊接。

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，尤其涉及宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统。

背景技术

据中国焊接协会统计，我国焊接机器人主要依赖进口，而进口焊接机器人的价格极其昂贵，且售后服务不佳。约33％的进口焊接机器人在使用过程中存在较严重的“水土不服”情况，这为国产化焊接机器人的迅速推广和应用提供了发展空间。其中，气保焊工艺在机器人焊接中广泛采用。为提高焊接效率和质量，一般采用惰性气体或者富氩气体保护，利用较大的焊接电流来实现喷射过渡；虽然熔滴过渡中几乎不会出现短路，但电弧较长、稳定性降低，使得电弧易于因磁偏吹的影响而发生偏移，出现焊缝咬边和气孔，合金烧损严重，热影响区也比较宽。理论上，降低电压、缩短弧长能够改善这种状况，但这会导致短路情况的出现。传统的焊接机器人系统电源-电弧系统的响应和调节速度较慢，很难在短路断开之后达到正常弧压之前的瞬间精确控制电流的瞬时增长速度和输入能量，易于发生短路爆断，导致较大的飞溅。随着工业制造的轻量化、强韧化、精密化的趋势，轻质合金、镀层钢板、高强度薄钢板等材料的机器人高速优质焊接已成为行业领域的研究重点，不仅要保证焊接过程的稳定，还要尽量减少热输入以降低热变形，尤其是需要进一步降低焊接飞溅以提高生产效率。传统的机器人焊接系统很难兼顾低飞溅、高速、低变形、低热输入焊接工艺的需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统，采用先进的全数字化时变特性控制软开关焊接电源、基于总线的全数字协同控制技术以及精确的数字化闭环送丝装置，利用模糊波形控制策略，通过数字集成和网络协同，实现单丝/多丝焊接、高能效变换以及获得近零飞溅、低热输入、优质高效的焊接效果。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统，包括机器人本体、焊接电源、送丝机、计算机、CAN网络协同控制器、机器人焊炬、供气装置以及冷却装置，所述计算机连接所述CAN网络协同控制器，所述机器人本体、焊接电源、送丝机、机器人焊炬、供气装置以及冷却装置均与所述CAN网络协同控制器连接；其中

所述计算机用于控制整个所述宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统；

所述焊接电源用于给整个所述宽适应多功能近零飞溅焊接机器人系统的焊接电弧提供能源；

所述CAN网络协同控制器用于连接焊接机器人系统各组成部分，实现各部分之间的相互通信和协同工作；

所述机器人本体用于执行焊接作业，控制所述机器人各个轴协同运行，确保焊炬实现相应的焊接位姿动作；

所述送丝机用于实现送丝方向的正转与反转、等速送丝、变速送丝以及脉动送丝功能；

所述机器人焊炬用于将焊丝引导至焊接部位、控制焊丝和保护气体的供给，以及为焊丝的熔化及熔化金属的过渡提供气体保护；

所述供气装置用于为焊接提供各类保护气体；

所述冷却装置用于为机器人焊炬、工件和焊接电源提供散热冷却作用。

进一步地，所述焊接电源包括主电路和控制电路。