[发明专利]一种网架连杆自动焊接生产系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种网架连杆自动焊接生产系统的控制方法，包括钢管上线、自动焊接、成品下线等步骤。本发明通过钢管上下线单元可实现对钢管工件的准确坐标抓取与码放，通过钢管径向夹持定位装置可实现对钢管工件的准确轴向定位，通过螺栓自动置入单元可实现在焊接前将螺栓准确坐标抓取并置入钢管工件的端部内，通过封板或锥头供给单元可实现对封板或锥头工件的准确坐标抓取与坐标定位交接，通过封板或锥头推送装置可以实现将封板或锥头工件准确同轴坐标定位在钢管工件的焊接端部，通过钢管旋转驱动装置和焊枪装置的配合作业，可以实现完整环形焊缝的一次焊接成型，特别适用于网架连杆的焊接工序。

主权项

1.一种网架连杆自动焊接生产系统的控制方法，网架连杆自动焊接生产系统包括钢管上下线单元(1)、自动焊接单元(2)、封板或锥头供给单元(3)、螺栓自动置入单元(4)和集中电控单元；/n所述的钢管上下线单元(1)设置在自动焊接单元(2)四周范围内的设定位置，钢管上下线单元(1)包括钢管工件托架(11)、钢管上下线抓取码放机械臂(12)和钢管上下线电控装置；/n数量设置为至少两件的钢管工件托架(11)分别设置在钢管上下线抓取码放机械臂(12)工作范围内的设定钢管上线工作区域和钢管下线工作区域内；/n钢管上下线抓取码放机械臂(12)的末节上安装有钢管上下线抓取码放机械手(13)，钢管上下线抓取码放机械臂(12)至少包括可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成，钢管上下线抓取码放机械手(13)底部设有托载机械指(131)以及托载机械指控制机构(132)，托载机械指(131)上还设有定位夹持面，钢管上下线抓取码放机械手(13)上还设有距离传感器；/n钢管上下线电控装置包括钢管上下线控制器，钢管上下线控制器分别与钢管上下线抓取码放机械臂(12)的坐标驱动总成、钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器、托载机械指控制机构(132)电连接；/n所述的自动焊接单元(2)包括焊接工作平台(21)、钢管径向夹持定位装置(22)、钢管旋转驱动装置(23)、封板或锥头推送装置(24)、焊枪装置(25)和自动焊接电控装置；/n焊接工作平台(21)是长度方向沿左右方向设置的长平台结构；/n钢管径向夹持定位装置(22)至少左右对称设置为两套，钢管径向夹持定位装置(22)包括安装在焊接工作平台(21)上的支撑底座(221)和安装在支撑底座(221)上的径向夹持定位机构(222)，径向夹持定位机构(222)包括对置设置的径向夹持定位部件(2221)和径向夹持伸缩控制部件(2222)，径向夹持定位部件(2221)包括夹持面，夹持面上均布设有多个滚动设置的夹持辊(2223)、且夹持辊(2223)的滚动中轴线沿左右方向设置，径向夹持定位部件(2221)在夹持状态时可以合毕并通过夹持面上的夹持辊(2223)夹持柱面结构；径向夹持伸缩控制部件(2222)的伸缩端与径向夹持定位部件(2221)安装连接、机体端与支撑底座(221)安装连接；/n钢管旋转驱动装置(23)整体通过伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)滑移配合安装在焊接工作平台(21)上，钢管旋转驱动装置(23)包括用于对钢管工件(6)进行锁紧的钢管锁紧机构和控制钢管锁紧机构旋转的钢管旋转驱动电机(232)；/n封板或锥头推送装置(24)左右对置设置为两套，两套封板或锥头推送装置(24)安装在焊接工作平台(21)上，封板或锥头推送装置(24)包括沿左右方向坐标控制伸缩设置的推送机构(242)和同轴安装在推送机构(242)伸缩端端部的推送部件(243)，推送机构(242)滚动配合安装在封板或锥头推送装置(24)的机体上、且推送部件(243)的几何中心轴与径向夹持定位部件(2221)的夹持几何中心轴同轴设置；/n焊枪装置(25)左右对置设置为两套，焊枪装置(25)包括焊枪支撑架、焊枪(251)和坐标控制伸缩设置的焊枪伸缩控制机构，焊枪(251)通过焊枪伸缩控制机构安装在焊枪支撑架上，焊丝通过焊丝送丝机构穿入焊枪(251)内；/n自动焊接电控装置包括自动焊接控制器、钢管径向夹持定位控制回路、钢管旋转驱动控制回路、封板或锥头推送控制回路和焊接控制回路，自动焊接控制器分别与径向夹持伸缩控制部件(2222)、伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)、钢管锁紧机构、钢管旋转驱动电机(232)、焊枪伸缩控制机构、焊枪(251)电连接；/n所述的封板或锥头供给单元(3)设置在自动焊接单元(2)四周范围内的设定位置，封板或锥头供给单元(3)包括封板或锥头供给托架(31)、封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)、封板或锥头工件抓取码放机械手(33)和封板或锥头供给电控装置；/n封板或锥头供给托架(31)设置在封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)工作范围内的设定封板或锥头上线工作区域内，封板或锥头供给托架(31)内部是多层结构，每层平面内均布设有多个封板或锥头工件码放工位；/n封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)的末节上安装有封板或锥头工件抓取码放机械手(33)，封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)至少包括可控制封板或锥头工件抓取码放机械手(33)沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制封板或锥头工件抓取码放机械手(33)沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制封板或锥头工件抓取码放机械手(33)沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成；/n封板或锥头供给电控装置包括封板或锥头供给控制器、封板或锥头抓取码放回路，封板或锥头供给控制器分别与封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)、封板或锥头工件抓取码放机械手(33)电连接；/n所述的螺栓自动置入单元(4)对应封板或锥头推送装置(24)的位置设置在焊接工作平台(21)的左端和/或右端位置，螺栓自动置入单元(4)包括螺栓供给托架(41)、螺栓抓取码放机械臂(42)、螺栓抓取码放机械手(43)和螺栓自动置入电控装置；/n螺栓供给托架(41)上均布设有多个螺栓码放工位；/n螺栓抓取码放机械臂(42)的末节上安装有螺栓抓取码放机械手(43)，螺栓抓取码放机械臂(42)至少包括可控制螺栓抓取码放机械手(43)沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制螺栓抓取码放机械手(43)沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制螺栓抓取码放机械手(43)沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成；螺栓抓取码放机械手(43)上对应钢管工件(6)的端部设有导料槽板；/n螺栓自动置入电控装置包括螺栓自动置入控制器、螺栓抓取码放回路，螺栓自动置入控制器分别与螺栓抓取码放机械臂(42)、螺栓抓取码放机械手(43)电连接；/n所述的集中电控单元包括中央控制器、计数回路、工件上下线控制回路、自动焊接控制回路，中央控制器分别与钢管上下线单元(1)的钢管上下线控制器、自动焊接单元(2)的自动焊接控制器、封板或锥头供给单元(3)的封板或锥头供给控制器、螺栓自动置入单元(4)的螺栓自动置入控制器电连接；/n其特征在于，控制方法具体包括以下步骤：/na)钢管上线：整齐码放有经上道定尺截断工序截断处理过的标准长度钢管工件(6)的钢管工件托架(11)被运输至钢管上线工作区域内的设定坐标位置并定位、空载的钢管工件托架(11)被运输至钢管下线工作区域内的设定坐标位置并定位、整齐码放有封板或锥头工件(7)的封板或锥头供给托架(31)被运输至封板或锥头上线工作区域内的设定坐标位置并定位、整齐码放有螺栓的螺栓供给托架(41)被运输至螺栓抓取工作区域内的设定坐标位置并定位，然后中央控制器发出指令启动计数回路和工件上下线控制回路，钢管上下线单元(1)开始工作，钢管上下线控制器发出指令控制钢管上下线抓取码放机械臂(12)动作、并根据钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器反馈使钢管上下线抓取码放机械手(13)坐标移动至第一件钢管工件(6)正上方的设定坐标位置，然后钢管上下线控制器控制托载机械指控制机构(132)动作使托载机械指(131)穿入第一件钢管工件(6)端部中心孔内、并通过定位夹持面对第一件钢管工件(6)的两个端面进行夹持操作，完成第一件钢管工件(6)的抓取；然后钢管上下线控制器控制钢管上下线抓取码放机械臂(12)动作、并根据钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器反馈使抓取着第一件钢管工件(6)的钢管上下线抓取码放机械手(13)坐标移动至焊接工作平台(21)正上方对应径向夹持定位部件(2221)的夹持几何中心轴的设定坐标位置，然后中央控制器发出指令使自动焊接单元(2)的自动焊接控制器控制伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)动作使径向夹持定位部件(2221)对第一件钢管工件(6)进行夹持定位，待第一件钢管工件(6)被稳固夹持定位后，中央控制器发出指令使钢管上下线控制器控制托载机械指控制机构(132)进行复位动作完成第一件钢管工件(6)的码放，钢管上下线抓取码放机械臂(12)复位至初始位置后、完成第一件钢管工件(6)的上线工作；/nb)自动焊接：中央控制器发出指令启动自动焊接控制回路，自动焊接控制器首先控制伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)动作使钢管锁紧机构套接在第一件钢管工件(6)上，然后控制钢管锁紧机构动作对第一件钢管工件(6)进行锁紧；自动焊接控制器控制伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)动作的同时，中央控制器发出指令控制螺栓自动置入控制器使螺栓抓取码放机械臂(42)带动螺栓抓取码放机械手(43)坐标移动对位于螺栓供给托架(41)内的螺栓进行依次抓取，方向相反、并排成对设置的两件螺栓被螺栓抓取码放机械手(43)抓取后，螺栓自动置入控制器控制螺栓抓取码放机械臂(42)带动螺栓抓取码放机械手(43)坐标移动、并通过导料槽板将两件螺栓置入第一件钢管工件(6)的端部内；螺栓自动置入控制器控制螺栓抓取码放机械臂(42)复位后，中央控制器发出指令控制封板或锥头供给控制器使封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)带动封板或锥头工件抓取码放机械手(33)坐标移动对位于封板或锥头供给托架(31)内的封板或锥头工件(7)进行依次抓取，两件封板或锥头工件(7)分别被两个封板或锥头工件抓取码放机械手(33)抓取后，封板或锥头供给控制器控制封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)带动封板或锥头工件抓取码放机械手(33)坐标移动、使两件封板或锥头工件(7)分别定位贴靠在第一件钢管工件(6)两端面的设定坐标位置；自动焊接控制器控制两件推送机构(242)同步动作使两件推送部件(243)分别定位承接被封板或锥头工件抓取码放机械手(33)抓取的封板或锥头工件(7)，封板或锥头工件(7)被稳固定位顶靠在第一件钢管工件(6)的端部后，封板或锥头工件抓取码放机械手(33)和封板或锥头工件抓取码放机械臂(32)依次进行复位动作，完成第一套封板或锥头工件(7)的供给；自动焊接控制器同步控制两套焊枪装置(25)的焊枪伸缩控制机构动作使焊枪(251)分别坐标移动至设定的焊接坐标位置后，自动焊接控制器同步控制两套焊枪装置(25)的焊枪(251)进行送丝、引弧动作，同时，自动焊接控制器控制钢管旋转驱动电机(232)启动并通过钢管锁紧机构带动第一件钢管工件(6)按照设定转速进行旋转，第一件钢管工件(6)旋转过程中推送机构(242)被带动跟随旋转、夹持辊(2223)被带动自转，待第一件钢管工件(6)旋转至设定角度后完成第一套封板或锥头工件(7)与第一件钢管工件(6)的焊接，自动焊接控制器关闭钢管旋转驱动电机(232)后依次控制焊枪伸缩控制机构、推送机构(242)、钢管锁紧机构、伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)进行复位动作，完成第一件钢管工件(6)的自动焊接；/nc)成品下线：中央控制器发出指令控制钢管上下线单元(1)再次开始工作，钢管上下线控制器控制钢管上下线抓取码放机械臂(12)动作、并根据钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器反馈使钢管上下线抓取码放机械手(13)坐标移动至第一件已完成焊接的钢管工件(6)的正上方设定坐标位置，然后钢管上下线控制器控制托载机械指控制机构(132)动作使托载机械指(131)穿入第一件已完成焊接的钢管工件(6)端部的封板或锥头工件(7)的中心孔内、并通过定位夹持面对第一件已完成焊接的钢管工件(6)的封板或锥头工件(7)的端面进行夹持操作，完成第一件已完成焊接的钢管工件(6)的抓取；中央控制器发出指令使自动焊接单元(2)的自动焊接控制器控制伸缩滑移驱动部件Ⅰ(231)进行复位动作后，钢管上下线控制器控制钢管上下线抓取码放机械臂(12)动作、并根据钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器反馈使抓取着第一件已完成焊接的钢管工件(6)的钢管上下线抓取码放机械手(13)坐标移动至空载的钢管工件托架(11)内的设定坐标位置，托载机械指控制机构(132)进行复位动作即完成第一件已完成焊接的钢管工件(6)的码放；/n以此类推，钢管工件(6)被逐个抓取上线进行自动焊接，完成焊接的钢管工件(6)被逐个抓取下线进行码放。/n