柔性焊接工作系统的制作方法

1.本实用新型涉及车身加工技术领域，尤其涉及柔性焊接工作系统。


背景技术：

2.目前，在大多数测量制造自动化系统中，比如专利授权号cn 206578446 u，申请名称为汽车白车身的自动焊接系统。该自动焊接系统通过可编程逻辑控制器输出控制信号以控制自动焊接系统对于车身进行焊接，但是在实际焊接过程中往往需要对车身进行方位转换，即需要额外的位置转换结构以及对应的位置控制设备。当自动焊接系统集成上述位置转移功能、焊接功能时，每个不同功能均需要控制信号，由此容易造成信号传输不一致、错乱等问题。
3.因此，现有技术有待于改善。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提出一种柔性焊接工作系统，至少解决背景技术中所提及的现有车身焊接自动化系统，在进行自动化焊接过程中不同控制信号容易错乱、传输时机不一致的技术问题。
5.本实用新型提供了一种柔性焊接工作系统，应用于车身焊接，包括：
6.设备控制模块，所述设备控制模块包括用于提供驱动力的驱动单元、与所述驱动单元连接的输送单元、用于夹紧所述车身的夹紧单元以及用于输出移动指令的按钮单元；
7.伺服定位控制模块，所述伺服定位控制模块具有用于定位所述车身的伺服定位设备；
8.机器人控制模块，所述机器人控制模块具有机器人，所述机器人具有焊接单元；
9.控制系统，所述控制系统同时与所述设备控制模块、所述伺服定位控制模块和所述机器人控制模块连接。
10.可选地，所述设备控制模块还包括：
11.io单元，所述io单元的输入端与所述按钮模块的输出端连接；
12.信号处理单元，所述信号处理单元的输入端与所述io单元的输出端连接。
13.可选地，所述设备控制模块还包括：
14.安全围栏单元，若干个所述安全围栏单元可进行拼接以围绕所述设备控制模块布置。
15.可选地，所述设备控制模块还包括：
16.传感器，所述传感器用于感应所述安全围栏模块所围成的区域。
17.可选地，所述伺服定位控制模块包括固定支架以及设置于固定支架上的顶升模块。
18.可选地，所述机器人控制模块上具有用于360度转动的转动模块，所述机器人设置于所述转动模块上。
19.可选地，所述机器人包括六轴机器人或者四轴机器人。
20.可选地，输送单元包括直线导轨以及用于在所述直线导轨上直线移动的滑块，所述伺服定位控制模块设置于所述滑块上。
21.可选地，所述控制系统用于输出第一控制指令、第二控制指令和第三控制指令，所述第一控制指令经第一有线传输结构传输至所述设备控制模块，所述第二控制指令经第二有线传输结构传输至所述伺服定位控制模块，所述第三控制指令经第三有线传输结构传输至所述机器人控制模块。
22.可选地，所述第一有线传输结构包括ethercat总线，所述ethercat总线的一端与所述控制系统的输出端连接，所述ethercat总线的另一端与所述设备控制模块连接。本实用新型的柔性焊接工作系统，有益效果如下：通过一个控制系统同时传输第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，三个控制信号分别对应控制设备控制模块、伺服定位控制模块以及机器人控制模块。以一个控制系统取代传统的三控制设备，在实现精简生产线设备结构的基础上，解决不同控制信号容易错乱、传输时机不一致的技术问题，还可以简化示教、编程步骤缩短生产线建设时间。与此同时，在设备采购上只用采购一套控制系统，还可以降低成本。同时以一控制系统可拓展不同通讯协议模块，提供多种通讯方式，适配不同设备，从而提高通用性。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本实用新型柔性焊接工作系统的原理框图；
25.图2为本实用新型柔性焊接工作系统中控制系统的模块示意图。
26.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
27.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
28.需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本实用新型的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
29.申请概述
30.相关技术中，汽车生产线焊接单元包括柔性车身定位机构(由定位机构控制系统控制)，工装夹具、输送设备、光栅、安全门等(由plc控制)以及机器人焊接机构(由机器人控制系统控制)。车身输送到定位位置后，由夹具夹紧，最后机器人方能对车身进行焊接。然而上述多个工作单元(焊接、机器人控制)，即需要伺服定位设备控制系统、机器人控制系统和plc控制系统，多达3套控制设备，且各设备之间的设置较为繁琐，需要不同的通讯单元和连
接设备进行通讯。即使得传统焊接工作单元中需要至少多套控制系统，设置繁琐，不便于建立交互；购买多套控制系统导致成本增加；各个控制系统通讯协议不同，应用设备受限。
31.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种应用于车身焊接的柔性焊接工作系统。该柔性焊接工作系统运用一控制系统实现焊机单元内设备的统一控制。可在单一的平台下编程，省去了不同控制系统间的通讯交互。所以生产线的感应器及自动化设备集成在同一平台宗，便于实现生产线协同控制。在示教时可使用一台示教设备进行移动机器人和伺服定位设备的操作，简化示教步骤，缩短示教时间从而加快生产线建设。
32.图1示出了柔性焊接工作系统的原理框图，该柔性焊接工作系统包括设备控制模块20、伺服定位控制模块30、机器人控制模块40以及控制系统10。
33.该设备控制模块20包括用于提供驱动力的驱动单元21、与所述驱动单元21连接的输送单元22、用于夹紧所述车身的夹紧单元24以及用于输出移动指令的按钮单元27。
34.在本实施例中，驱动单元可以是伺服驱动器或者变频器，其主要提供驱动力给输送单元。输送单元可以是输送电机，输送电极包括但不局限于同步电极、异步电机和直流电机。
35.该伺服定位控制模块30具有用于定位所述车身的伺服定位设备31，该伺服定位设备包括固定支架以及设置于固定支架上的顶升模块，顶升模块用于将车身进行顶升操作。顶升模块的数量可以是四个，通过分别设置于固定支架的四周以将车身稳定顶起。
36.该机器人控制模块40具有机器人41，所述机器人具有焊接单元，机器人控制模块40用于通过焊接单元对于车身进行焊接操作。焊接单元可以是焊枪。
37.该控制系统10同时与设备控制模块20、伺服定位控制模块30和机器人控制模块40连接。即本实用新型通过一个控制系统10同时传输第一控制信号、第二控制信号以及第三控制信号，三个控制信号分别对应控制设备控制模块20、伺服定位控制模块30以及机器人控制模块40。
38.因此本实施例以一个控制系统取代传统的三控制设备，在实现精简生产线设备结构的基础上，还可以简化示教、编程步骤缩短生产线建设时间。与此同时，在设备采购上只用采购一套控制系统，还可以降低成本。同时以一控制系统可拓展不同通讯协议模块，提供多种通讯方式，适配不同设备，从而提高通用性。
39.在本实施例的另一些实施方式中，所述设备控制模块还包括io单元25、信号处理单元23以及夹紧单元24。io单元25输入端与按钮模块27的输出端连接，信号处理单元23的输入端与所述io单元25的输出端连接。按钮模块可以是两个按钮，分别为第一按钮和第二按钮，第一按钮用于触发移动指令，第二按钮用于触发夹紧指令。io单元25的作用是将移动指令、夹紧指令转换为可读的第一控制信息以及第二控制信息，则该第一控制信息传输至信号处理单元23，以对应控制驱动单元21驱动，从而带动输送单元22移动。以及该第二控制信息传输至夹紧单元24以将车身夹紧，以保证移动过程的稳固性。
40.在本实施例的另一些实施方式中，所述设备控制模块还包括若干安全围栏单元，若干安全围栏单元可通过拼接的方式将所述设备控制模块进行围绕。以起到避免受外界干扰，保证安全。
41.在本实施例的另一些实施方式中，所述设备控制模块还包括传感器模块，所述传感器模块可以是红外传感器，可以通过红外感应的方式来感应所述安全围栏模块所围成的
区域。
42.在本实施例的另一些实施方式中，所述机器人控制模块上具有用于360度转动的转动模块，所述机器人设置于所述转动模块上。即机器人控制模块在接收到控制系统所传输的第三控制指令，该第三控制指令包括若干个对应控制机器人各轴动作的轴控制信号以及用于控制转动模块转动的转动信号。比如转动信号为60度转动信号，则该转动信号可以控制转动模块转动60度。若干个轴控制信号用于对应控制机器人上对应轴的动作。
43.在本实施例的另一些实施方式中，所述机器人包括六轴机器人或者四轴机器人。当机器人为四轴机器人时，轴控制信号包括第一轴控制信号、第二轴控制信号、第三轴控制信号、第四轴控制信号，机器人的每个轴对应执行与一个轴控制信号对应的动作，由此保证焊接模块能够经精细调整以在车身的待焊接区域中进行焊接操作。
44.在本实施例的另一些实施方式中，输送单元包括直线导轨以及用于在所述直线导轨上直线移动的滑块，所述伺服定位控制模块设置于所述滑块上。即通过滑块可在直线导轨上执行直线移动，以带动车身直线移动。
45.如图2所示，在本实施例的另一些实施方式中，所述控制系统包括第一控制信号生成单元11、第二控制信号生成单元12、第三控制信号生成单元13以及信号关联单元14，所述信号关联单元14在接收到用户所选择的一个焊接控制指令时，不同焊接控制指令用于对车身的不同位置进行焊接。具体原理为：该信号关联单元根据焊接控制指令确定对应的焊接区域信息，将该焊接区域信息分别发送至第一控制信号生成单元11、第二控制信号生成单元12、第三控制信号生成单元13，则第一控制信号生成单元11根据该焊接区域信息生成第一控制信号，该第一控制信号用于控制控制设备控制模块20，第二控制信号用于控制伺服定位控制模块30，第三控制信号用于控制机器人控制模块40。
46.具体的，第一控制指令经第一有线传输结构传输至所述设备控制模块，所述第二控制指令经第二有线传输结构传输至所述伺服定位控制模块，所述第三控制指令经第三有线传输结构传输至所述机器人控制模块。该第一有线传输结构包括ehtercat总线，该ethercat总线的一端与控制系统连接，ethercat总线的另一端与设备控制模块连接。对于控制系统、伺服定位控制模块之间的连接方式以及控制系统、机器人控制模块之间的连接方式同上，这里不再赘述。
47.本实用新型技术创新点：将传统车身焊接单元的多个控制系统简化为单一控制系统，简化臃肿的多控制系统网联；控制系统看适配多种通讯协议及多种设备；新焊接单元将周边设备控制、伺服定位控制和机器人控制结合。
48.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。