[发明专利]一种基于PLC的机器人焊接控制系统及控制方法

说明书

本发明提供了一种基于PLC的机器人焊接控制系统及控制方法，系统包括机器人本体及其伺服系统、焊接装置、视觉传感装置和控制中心，控制中心以PLC作为总控制器；视觉传感装置生成投射于焊接工件表面的激光条纹并采集，将获取的焊接工件坡口信息传输至PLC，PLC基于所述坡口信息规划焊道并进行焊接控制；机器人伺服系统包括程序处理单元和通信单元，PLC通过通信单元调用所述程序处理单元，控制焊接装置、视觉传感装置和机器人本体的工作。通过视觉采集‑PLC运算传递‑机器人执行‑外部设备辅助的策略能有效促进焊接系装置、机器人系统、外部设备以及视觉传感装置相协调，自动实现全过程的焊接，并且能够确保多层多道焊接时的焊接质量以及焊接效率。

技术领域

本发明涉及机器人焊接技术领域，尤其是一种基于PLC的机器人焊接控制系统及控制方法。

背景技术

随着重工业的发展，国内外制造领域对超厚板焊接的需求越来越大。在进行大型超厚板焊接工作时，由于开设的坡口深度较大，开口较宽，需要使用多层多道焊接的办法才能获得最优焊接效果。传统多层多道焊接应用中，多采用人工的方式手动焊接，焊接效率较低，劳动强度较大，使用机器人代替人工实现多层多道自动化焊接是大势所趋。

目前将机器人运用于超厚板多层多道焊接时，通常采用预定的规则进行焊接。由于坡口较深需要焊接的层数道数较多，随着焊接的进行工件产生热变形等情况，导致实际的坡口形状与理想状态差别越来越大，此时按照预定的规划继续焊接容易出现焊接缺陷。除此之外，由于工件本身可能存在加工误差以及安装误差，按照预先示教编制的机器人程序焊接无法适用于实际的坡口状况，导致焊接质量下降。

在实际的多层多道焊接领域中，单一的以机器人为主站的焊接系统由于系统中存在外部设备、视觉传感模块等必要模组，且机器人受限于通信能力，对此类模组的控制能力有限，故焊接系统的自动化程度受到制约，从而降低焊接效率。

发明内容

本发明提供了一种基于PLC的机器人焊接控制系统及控制方法，用于解决现有机器人焊接的自动化程度低、影响焊接质量及效率的问题。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于PLC的机器人焊接控制系统，所述系统包括机器人本体及其伺服系统、焊接装置、视觉传感装置和控制中心，所述控制中心以PLC作为总控制器；所述视觉传感装置生成投射于焊接工件表面的激光条纹并采集，将获取的焊接工件坡口信息传输至PLC，PLC基于所述坡口信息规划焊道并进行焊接控制；所述机器人伺服系统包括程序处理单元和通信单元，PLC通过通信单元调用所述程序处理单元，控制焊接装置、视觉传感装置和机器人本体的工作。

进一步地，所述程序处理单元处理的程序包括预扫描程序、打底焊接程序、坡口扫描程序、基本焊接程序和盖面程序。

进一步地，所述机器人伺服系统包括若干自定义通信接口和若干数值寄存器，所述若干自定义通信接口通过二进制编码的方式被分配为一组，每组自定义通信接口表示的数据赋值给对应的数据寄存器。

进一步地，所述机器人伺服系统包括专有通信接口，所述专有通信接口中的输入端口用于控制机器人本体及机器人程序，专有通信接口的输出端口用于反应机器人本体及机器人程序的状态；PLC通过获取所述输出端口的状态数据，向输出端口发送控制指令，进行基本控制和程序控制。

进一步地，其特征是，所述系统还包括药皮清除装置，所述药皮清除装置在每焊接完一层后，进行焊缝表面清除操作。

本发明第二方面提供了一种基于PLC的机器人焊接控制方法，基于所述的控制系统，所述控制方法包括以下步骤：

S1,在固定好焊接工件后，PLC进行系统检测；

S2,系统无异常后，PLC控制机器人到达安全点；

S3,PLC启动视觉传感装置，调用预扫描程序，扫描打底焊缝的起点和终点；