本發(fā)明涉及一種機器人中頻電阻焊接控制柜。

背景技術(shù)：

隨著我國加入WTO，我國經(jīng)濟的發(fā)展和國際正在接軌，國內(nèi)競爭和國際競爭的界限將越來越模糊，改造過去的生產(chǎn)方式和管理模式已迫在眉睫。在焊接領(lǐng)域也是如此，采用自動化焊接提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量已是大勢所趨。在大型企業(yè)是這樣，對中小型企業(yè)也是如此。采用機器人進行焊接作業(yè)可以極大地提高生產(chǎn)效益和經(jīng)濟效率；另一方面，機器人的移位速度快，可達3m/s，甚至更快。因此，一般而言，采用機器人焊接比同樣用人工焊接效率可提高2～4倍，焊接質(zhì)量優(yōu)良且穩(wěn)定。點焊機器人的焊接裝備，需要采用了一體化焊鉗，焊接變壓器裝在焊鉗后面，所以變壓器必須盡量小型化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計了一種機器人中頻電阻焊接控制柜，其解決的技術(shù)問題現(xiàn)在市場上沒有一款專門與機器人焊接配合使用的中頻電阻焊接控制柜。

為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下方案：

一種機器人中頻電阻焊接控制柜，其特征在于：控制柜內(nèi)部設(shè)有焊接控制器（1）、1000HZ感應(yīng)線圈（2）、主電源斷路器（3）以及1000HZ監(jiān)測器（4），焊接控制器（1）設(shè)有供焊槍焊接變壓器主電源使用的焊接控制器主電源次級端（5），在控制柜柜內(nèi)設(shè)有接地銅牌（6）；在控制柜正面柜門上設(shè)有報警指示燈（7）、主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄（8）、RS232通訊端口（10）、一字槽帶鑰匙門鎖（11）以及旋轉(zhuǎn)手柄門鎖（12），主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄（8）控制主電源斷路器（3）；在控制柜背面中間處設(shè)有線纜固定支架（15），控制柜背面位于線纜固定支架（15）下方設(shè)有焊接控制器散熱蓋（17），控制柜背面位于線纜固定支架（15）上方設(shè)有焊槍信號電纜插座（14）、線纜集成器（13）、外部引入24VDC電源過線孔（20）、安全回路急停信號過線孔（19）、備用鎖緊過線孔（16）以及焊槍電源電纜鎖緊過線圈（18）；在控制柜頂面還連接吊環(huán)（9），還包括修磨器，所述修磨器包括修磨輪（1a）、吸附輪（1c）、吸附風(fēng)道（1d）、第一電機（1e）、第二電機（1f）以及第三電機（1g），第一電機（1e）驅(qū)動修磨輪（1a）轉(zhuǎn)動，第二電機（1f）驅(qū)動焊槍的電極帽（1b）轉(zhuǎn)動，第三電機（1g）驅(qū)動靜電吸附輪（1c）轉(zhuǎn)動，修磨輪（1a）與電極帽（1b）在相互摩擦過程中將電極帽（1b）表面的氧化物和膠狀雜質(zhì)磨損成為顆粒，顆粒被修磨輪（1a）與電極帽（1b）摩擦處下方的靜電吸附輪（1c）吸附，靜電吸附輪（1c）下方還設(shè)有吸附風(fēng)道（1d）將氧化物和膠狀雜質(zhì)的顆粒導(dǎo)出。

進一步，包括電阻變化測量裝置，電阻變化測量裝置的一端與修磨輪（1a）金屬表面連接，電阻變化測量裝置的一端與電極帽（1b）金屬表面連接；當(dāng)電阻變化測量裝置之間的電阻值持續(xù)為一固定值R時，說明電極帽（1b）修磨完畢。。

進一步，主電源電纜通過主電源電纜鎖緊過線圈（11）進入控制柜，將電纜外層護套剝開4分成L1、L2、L3以及PE四股導(dǎo)線，四股導(dǎo)線分別通過環(huán)形冷壓線鼻套上V型絕緣套管，將主電源電纜L1、L2、L3導(dǎo)線分別接到主斷路器上端端子上并壓緊后裝好絕緣端子罩；PE導(dǎo)線接到柜內(nèi)頂部接地銅牌（6）上。

進一步，焊槍電源電纜一端連接焊槍，焊槍電源電纜另一端通過焊槍電源電纜鎖緊過線圈（18）進入控制柜，焊槍電源電纜將外層護套剝開U、V以及PE三股導(dǎo)線，三股導(dǎo)線通過針式冷壓線鼻壓緊并套上V型絕緣套管，將焊槍電源電纜U1、V1導(dǎo)線接到焊接控制器主電源次級端（5）端子-X4端的U1、V1上并壓緊，焊槍電源電纜PE線接到焊接控制器主電源次級端（5）端子-X4端的PE上并壓緊。

進一步，1000HZ監(jiān)測器（4）包括電流監(jiān)測器；電流互感器；電流監(jiān)測器和電流互感器構(gòu)成一漏電保護單元；中間繼電器，其在焊槍溫度發(fā)生變化時起控制通斷作用；X1端子，通過這個端子將控制器上的KSR、UIR信號連接到焊槍插座；XP端子，通過這個端子引出24VDC電源； F1斷路器，其用于常規(guī)24V電源通斷控制、F2斷路器，其用于安全24V電源通斷控制； V2端子，繼電器發(fā)生動作及焊槍信號變化可以通過此端子傳送到外部以及V1端子，從外部通過此端子接入24V電源。

該機器人中頻電阻焊接控制柜具有以下有益效果：

（1）本發(fā)明機器人焊接控制柜，能很好的應(yīng)用于機器人焊接，不僅能夠?qū)附淤|(zhì)量進行監(jiān)控，還有著穩(wěn)定焊接工藝性能和功能的可擴展性、多種通訊方式，能夠很好的應(yīng)對各種電阻點焊機器人。

（2）本發(fā)明通過當(dāng)使用焊接控制器進行修磨計數(shù)，同時使用特定的修磨器進行電極帽表面修磨，最后可使用熱量補償功能，保證焊點質(zhì)量。

附圖說明

圖1：本發(fā)明機器人中頻電阻焊接控制柜的主視圖；

圖2：本發(fā)明機器人中頻電阻焊接控制柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3：本發(fā)明機器人中頻電阻焊接控制柜的后視圖；

圖4：本發(fā)明中修磨器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1—焊接控制器；2—1000HZ感應(yīng)線圈；3—主電源斷路器；4—1000HZ監(jiān)測器；5—焊接控制器主電源次級端；6—接地銅牌；7—報警指示燈；8—主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄；9—吊環(huán)；10—RS232通訊端口；11—一字槽帶鑰匙門鎖；12—旋轉(zhuǎn)手柄門鎖；13—線纜集成器；14—焊槍信號電纜插座；15—線纜固定支架；16—備用鎖緊過線孔；17—焊接控制器散熱蓋；18—焊槍電源電纜鎖緊過線圈；19—安全回路急停信號過線孔；20—外部引入24VDC電源過線孔；1a—修磨輪；1b—電極帽；1c—靜電吸附輪；1d—吸附風(fēng)道；1e—第一電機；1f—第二電機；1g—第三電機。

具體實施方式

下面結(jié)合圖1至圖4，對本發(fā)明做進一步說明：

如圖1所示，一種機器人中頻電阻焊接控制柜，控制柜內(nèi)部設(shè)有焊接控制器1、1000HZ感應(yīng)線圈2、主電源斷路器3以及1000HZ監(jiān)測器4，焊接控制器1設(shè)有供焊槍焊接變壓器主電源使用的焊接控制器主電源次級端5，在控制柜柜內(nèi)設(shè)有接地銅牌6；在控制柜正面柜門上設(shè)有報警指示燈7、主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄8、RS232通訊端口10、一字槽帶鑰匙門鎖11以及旋轉(zhuǎn)手柄門鎖12，主電源斷路器旋轉(zhuǎn)手柄8控制主電源斷路器3；在控制柜背面中間處設(shè)有線纜固定支架15，控制柜背面位于線纜固定支架15下方設(shè)有焊接控制器散熱蓋17，控制柜背面位于線纜固定支架15上方設(shè)有焊槍信號電纜插座14、線纜集成器13、外部引入24VDC電源過線孔20、安全回路急停信號過線孔19、備用鎖緊過線孔16以及焊槍電源電纜鎖緊過線圈18；在控制柜頂面還連接吊環(huán)9。

主電源電纜通過主電源電纜鎖緊過線圈11進入控制柜，將電纜外層護套剝開4分成L1、L2、L3以及PE四股導(dǎo)線，四股導(dǎo)線分別通過環(huán)形冷壓線鼻套上V型絕緣套管，將主電源電纜L1、L2、L3導(dǎo)線分別接到主斷路器上端端子上并壓緊后裝好絕緣端子罩；PE導(dǎo)線接到柜內(nèi)頂部接地銅牌6上。

焊槍電源電纜一端連接焊槍，焊槍電源電纜另一端通過焊槍電源電纜鎖緊過線圈10進入控制柜，焊槍電源電纜將外層護套剝開U、V以及PE三股導(dǎo)線，三股導(dǎo)線通過針式冷壓線鼻壓緊并套上V型絕緣套管，將焊槍電源電纜U1、V1導(dǎo)線接到焊接控制器主電源次級端5端子-X4端的U1、V1上并壓緊，焊槍電源電纜PE線接到焊接控制器主電源次級端5端子-X4端的PE上并壓緊。

1000HZ監(jiān)測器4包括電流監(jiān)測器；電流互感器；電流監(jiān)測器和電流互感器構(gòu)成一漏電保護單元；中間繼電器，其在焊槍溫度發(fā)生變化時起控制通斷作用；X1端子，通過這個端子將控制器上的KSR、UIR信號連接到焊槍插座；XP端子，通過這個端子引出24VDC電源； F1斷路器，其用于常規(guī)24V電源通斷控制、F2斷路器，其用于安全24V電源通斷控制； V2端子，繼電器發(fā)生動作及焊槍信號變化可以通過此端子傳送到外部以及V1端子，從外部通過此端子接入24V電源。

控制柜技術(shù)參數(shù)說明：

控制器型號：PSI 63C0.777L1

電源要求：3P+PE （TN系統(tǒng)、TN系統(tǒng)）

輸入電壓：400 V ?20% to 480 V +10% 50/60 Hz

輸出電壓：500V±3% 1000Hz±3%

最大熱連續(xù)電流：110A

最大輸出電流：800A

空載功率：110W±10%

應(yīng)用環(huán)境溫度：+5 ℃ ～ +45 ℃

控制柜漏電檢測范圍： 0 ～2000Hz范圍內(nèi)的0 ～300mA

焊接變壓器應(yīng)用范圍：電阻焊、凸焊、混焊等等。

焊接控制柜主要特點：

1、UIR自適應(yīng)功能，提供可視化的調(diào)節(jié)界面，焊接調(diào)試時，能根據(jù)組合的板材建立相應(yīng)的恒功率樣本曲線。

2、焊槍電極管理程序，擁有電極計數(shù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電極修磨或者更換請求指示。

3、可擴展Profibus、Ethernet、Interbus、Devicenet 4種以上通訊方式。

本發(fā)明機器人中頻電阻焊接控制柜的中焊接控制器焊接控制器控制方法如下：通過對合格焊點的分析，建立好樣本曲線；在焊接過程中，每一毫秒都會對焊接的電流和電阻進行檢測并反饋，通過焊接控制器1的分析并與樣本曲線進行對比，自動對焊接電流和時間進行調(diào)整；根據(jù)能量守恒原則進行調(diào)整，當(dāng)焊接時間延長被開啟，焊接控制器1調(diào)節(jié)功能確保實際被焊接焊點的能量大于或等于樣本焊點的能量；如果出現(xiàn)飛濺補償時，在發(fā)現(xiàn)飛濺后，金屬液體的損失將通過延長焊接時間來補償；如果出現(xiàn)擾動補償時，過程參數(shù)背離樣本，引起了擾動，能被發(fā)現(xiàn)并通過電流和時間的改變來補償，變化值取決于擾動的類型。

如圖4所示，修磨器包括修磨輪1a、吸附輪1c、吸附風(fēng)道1d、第一電機1e、第二電機1f以及第三電機1g，第一電機1e驅(qū)動修磨輪1a轉(zhuǎn)動，第二電機1f驅(qū)動電極帽1b轉(zhuǎn)動，第三電機1g驅(qū)動靜電吸附輪1c轉(zhuǎn)動，修磨輪1a與電極帽1b在相互摩擦過程中將電極帽1b表面的氧化物和膠狀雜質(zhì)磨損成為顆粒，顆粒被修磨輪1a與電極帽1b摩擦處下方的靜電吸附輪1c吸附，靜電吸附輪1c下方還設(shè)有吸附風(fēng)道1d將氧化物和膠狀雜質(zhì)的顆粒導(dǎo)出。

此外，還包括電阻變化測量裝置，電阻變化測量裝置的一端與修磨輪1a金屬表面連接，電阻變化測量裝置的一端與電極帽1b金屬表面連接；當(dāng)電阻變化測量裝置之間的電阻值持續(xù)為一固定值R時，說明電極帽1b修磨完畢。

修磨器控制方法如下：

修磨器工作之前，通過總線采集焊鉗焊接次數(shù)相關(guān)信號發(fā)送至焊接控制器I/O板,再轉(zhuǎn)換為機器代碼與單片機內(nèi)部設(shè)定程序進行數(shù)據(jù)對比；當(dāng)焊鉗焊接次數(shù)達到修磨計數(shù)的設(shè)定值時，焊接控制器會發(fā)出修磨請求，修磨設(shè)備會對電極進行修磨，避免同一電極帽一次性焊接點數(shù)過多影響焊接質(zhì)量，這既可保證焊接質(zhì)量同時可以避免不合格焊點遺漏。

啟動修磨開關(guān)，使得修磨器開始工作對電極帽表面進行修磨。

修磨器對電極帽1b完成修磨之后，需要對電極帽1b進行熱量補償，熱量補償補充方式如下：熱量補償是在焊接程序設(shè)置時設(shè)定的，在電極帽修磨后自動啟動；根據(jù)公式Q=I²Rt，Q為焊接熱量值，I為焊接電流，R為電極的電阻值，t為焊接時間；進行熱量計算，當(dāng)電極的電阻R減小以后，要求焊接熱量值Q不變，所以需要通過增加焊接電流I或是焊接時間t進行熱量補償。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。