2024-12-30 行业资讯 0
图1 焊网机器人组成结构图[/align] 焊网机器人本体的机械结构主要是平行四边形结构形式。为了适应钢筋焊网的焊接要求，参照国外焊接机器人的结构特点将焊头通过连接法兰固定于机器人最后一个轴的机械接口，使之能进行焊接。焊网机器人移动采用交流变频技术，机械臂动作由气缸驱动。同时，机器人的控制采用PC技术和智能的算法，使之具有自行优化路径的功能，实现焊头准确定位。 由于采用了一体化可移动单焊头，焊网机器人能够适应连续焊接时焊头短距离快速移位的要求，降低了供电功率、减小了设备的体积，使得钢筋网的焊接从专用厂房走向了施工现场，该项技术在国内外属于首创。 焊接设备则由焊接子电源，（包括其控制系统）、主机系统、前部辅机控制系统和后部辅机系统等三部分构成。主机系统包括放线架、自动落横线装置、横线磁性定位装置、多点焊接装置、平衡牵引装置、钢筋焊接网输送装置等，是钢筋焊网生产线的核心，完成钢筋焊网的成形、焊接工作，其结构图如图2 所示。 [align=center]
图2 焊接设备结构图[/align] 焊网机器人系统的设计方案使得控制方式灵活，可选择恒电流、恒电压或恒功率方式对焊接过程进行自动控制，并可任意设定焊接各阶段的焊接电流，可通过编程改变焊接时序及过程，具有柔性生产的功能。 3 PLC控制系统的设计 生产线采用三菱PLC组成了可靠的自动控制系统，完成系统全自动闭环控制，保证了系统全自动可靠运行。采用变频调速方式进行网距自由定位，使网距任意可调，既提高了网距精度，又提高了网距控制的灵活性。可选择采用恒电流或恒电压方式对焊接电流进行自动控制并可任意设定焊接时间。 整个控制系统分手动、半自动、全自动控制三部分,当选择手动运行方式时,可以人为介入生产操作过程，实施单步控制。当选择半自动运行方式时，可以实施单周期控制。选择全自动运行方式时，可以实施全过程连续控制，实现无人化操作。系统整体控制方案如图3所示。 [align=center]
图3 系统控制方案图[/align] 采用上位机可以实时对现场进行监控，而且可以为实现智能控制搭建平台。上位机只需采集PLC寄存器的内容即可知道焊网机运行的各种参数，可以依照生产要求，实时从数据库中调出相应的控制量通过串行通讯写入PLC中的特定寄存器，再通过PLC的程序设定DA输出，控制相应的对象。 当由PLC实施现场控制时，上位机只监视现场的设备运行状态并可设定设备运行的参数，控制律由PLC计算出并输出到FX-4DA，完成对现场设备的逻辑控制、顺序控制和连锁保护等。 4 控制系统程序设计 控制系统PLC程序以三菱PLC编程软件SW7-D5C-GPPW为平台以梯形图形式编写。程序编写流程如图4所示。 [align=center]
图4 系统控制流程图[/align] 根据操作要求,焊网机器人系统的PLC的控制程序可分为以下几个子程序段。（1）料仓振动控制。料仓是横筋供给装置，将横筋放入料仓中，利用料仓的振动把钢筋送到磁辊能够吸到的位置。（2）横筋磁辊控制程序。横筋磁辊控制程序主要是利用电机驱动电磁铁，从料仓中吸取钢筋放到横筋当料板上。（3）横筋下料挡板控制。当位置检测开关检测到钢筋后，使横筋下料挡板落下，把钢筋放下。（4）横筋锯齿动作控制。横筋锯齿动作是通过锯齿抖动，将钢筋分步骤有秩序的落下，这样可以避免钢筋在下落的时候错乱混杂阻塞在挡料板处。（5）横筋送料臂送料控制。机械手抓住锯齿送来的钢筋，通过横筋送料臂将横筋与事先排列好的纵筋交叉接合好，便于焊接。（6）机器人焊接控制。这是主要的部分，通过这一部分的控制可以焊接出不同规格的钢筋焊接网。 另外，为了增加工作的可靠性，在软件设计中采用了时间定时监控的方法，一是某个过程运动时间超过预计设计范围，即采取措施，并发出声、光报警，提醒操作人员。 5 小结 本文主要介绍了焊网机器人系统的结构设计，并采用PLC对焊网机器人系统进行单步、单周期和连续工作方式控制。使用结果表明,该控制系统结构简单、控制性能良好、成本低,能满足生产的要求,而且可将其运用于柔性制造系统,大大提高了设备利用率。
