本實用新型涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及汽車焊裝生產(chǎn)線上焊接控制器的程序規(guī)范參數(shù)自動切換，焊點數(shù)據(jù)統(tǒng)計，該設(shè)備不僅能應(yīng)用于汽車行業(yè)，也能應(yīng)用于其他行業(yè)的點焊生產(chǎn)過程中。
背景技術(shù)：
在汽車生產(chǎn)制造的焊裝車間，應(yīng)用了很多點焊焊接設(shè)備，每套焊接設(shè)備下配1把或者2把焊鉗。在實際生產(chǎn)中，首先，現(xiàn)場工藝人員針對不同的焊接工件對焊接設(shè)備進(jìn)行焊接參數(shù)預(yù)編程并存儲在焊接設(shè)備各個規(guī)范號中，然后，工人根據(jù)工藝要求對不同的焊接部位選擇不同的焊接規(guī)范號，利用相同或者不同的焊鉗進(jìn)行焊接過程。隨著焊接工藝的發(fā)展變化，一方面，越來越多的新材料得到使用，另一方面，汽車車型的日益多樣化，這兩方面都要求了現(xiàn)場實際生產(chǎn)使用的焊接規(guī)范號越來越多。焊接規(guī)范號的選擇越來越多，對現(xiàn)場工人的要求就越來越高，因為頻繁切換焊接規(guī)范既耽誤了工人的生產(chǎn)時間，又會出現(xiàn)工人選錯規(guī)范從而導(dǎo)致焊接質(zhì)量事故，而且焊鉗上的規(guī)范切換開關(guān)往往只能選擇兩種規(guī)范，也不能滿足對多套規(guī)范選擇的要求。
現(xiàn)有三種實現(xiàn)參數(shù)切換的解決方案。第一種是在焊接時由操作者手工切換，例如中國專利申請《多功能點焊機控制手柄及利用手柄進(jìn)行焊接控制的方法》(申請?zhí)?01010163624.7)中提出的在焊鉗手柄上安裝參數(shù)選擇用的撥碼開關(guān)，操作者手動在各個參數(shù)間切換。但手動切換參數(shù)不但增加了操作者的勞動強度、培訓(xùn)要求和執(zhí)行力要求，而且存在操作者誤操作等不可靠的因素，因而存在用錯參數(shù)的可能，所以并不實用。第二種是在焊接夾具上安裝檢測當(dāng)前焊鉗焊接位置的機構(gòu)，例如中國專利申請《點焊設(shè)備用焊接參數(shù)及焊點數(shù)量光纖識別系統(tǒng)》(申請?zhí)?00720096990.9)中提出的在夾具上安裝焊鉗點頭定位塊、光纖保護(hù)器、識別光纖和光纖放大器識別當(dāng)前焊點，進(jìn)而實現(xiàn)焊接參數(shù)自動參數(shù)調(diào)整；中國專利申請《一種焊接參數(shù)自動轉(zhuǎn)換裝置》(申請?zhí)?00920075927.6)中提出的在焊接夾具上安裝焊鉗檢測裝置識別當(dāng)前焊點，進(jìn)而實現(xiàn)焊接參數(shù)自動轉(zhuǎn)換。這種在焊接夾具上安裝焊鉗焊接位置(進(jìn)而知道當(dāng)前焊點位置)檢測裝置的方法需要在夾具上安裝與可切換參數(shù)數(shù)量成正比的“檢測裝置”和線纜，造成布線繁瑣、焊鉗可達(dá)性下降、使用不便和維護(hù)工作量大，穩(wěn)定性不高。第三種是根據(jù)當(dāng)前焊點總板厚不同實現(xiàn)不同參數(shù)切換，例如中國專利申請《可自動調(diào)整焊接參數(shù)的焊鉗》(申請?zhí)?01120028235.3)中提出的在焊鉗上安裝由傳感器安裝座、彈性膠墊、傳感器連接座和可觸式傳感器組成的檢測焊接時上、下電極臂相對距離，進(jìn)而推算被焊接件厚度和實現(xiàn)自動調(diào)整焊接參數(shù)的方案。該方案，存在無法實現(xiàn)總厚度相同但板材厚度不同時的參數(shù)切換、無法應(yīng)對焊點位置差異、無法應(yīng)對板材匹配差異等工況下需要調(diào)整焊接參數(shù)、系統(tǒng)無聲光報警等防錯功能的問題，因而對焊點質(zhì)量提升的作用有限。
本實用新型是將焊裝車間人工焊接工位的焊接規(guī)范選擇通過自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)，首先不需要大量的布線和傳感器支撐，穩(wěn)定性和易維護(hù)性更高，而且可以與焊接控制器建立信號交互，在工人啟動焊接過程前，焊接規(guī)范選擇完畢，對于生產(chǎn)人員使用更方便，易操作性更強。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種點焊焊接規(guī)范參數(shù)自動切換系統(tǒng)，系統(tǒng)通過采集現(xiàn)場焊接生產(chǎn)線上的各個檢測裝置信號，識別出當(dāng)前焊接的車型工件信息，然后控制系統(tǒng)自動匹配該車型的焊接規(guī)范參數(shù)，同時，焊接中不同的焊點也可自動匹配不同的焊接規(guī)范參數(shù)。
本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種點焊焊接規(guī)范參數(shù)自動切換系統(tǒng)，其特征在于：上位機、打印機、PLC系統(tǒng)主站、交換機、若干分站控制器和若干焊接控制器，所述上位機與PLC系統(tǒng)主站之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊保證數(shù)據(jù)交互傳輸，所述PLC系統(tǒng)主站與交換機之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，所述交換機與若干分站控制器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，若干所述分站控制器與若干所述焊接控制器通過電纜連接交互信息；
所述上位機為工業(yè)控制計算機，配合組態(tài)軟件使用，將PLC系統(tǒng)主站收集的各種信息，用組態(tài)畫面實時顯示，對需要記錄的信息形成報表存儲在電腦硬盤里；
所述PLC系統(tǒng)主站包括主CPU、總線系統(tǒng)和車型識別檢測裝置，所述主CPU將車型識別檢測裝置收集到的信息進(jìn)行運算分析，并輸出指令，所述總線系統(tǒng)將主CPU、車型識別檢測裝置、交換機和各個分站控制器連接在一起，并輸送各種指令，所述車型識別檢測裝置分布設(shè)置在焊接生產(chǎn)線上，將采集的信息通過總線傳輸給主CPU；
所述交換機連接主CPU和若干分站控制器，將主CPU發(fā)出的指令按照傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換為符合要求的信息，并發(fā)送至分站控制器；
所述分站控制器分析判斷主站CPU的信息，進(jìn)行焊接規(guī)范參數(shù)的旋轉(zhuǎn)，將結(jié)果輸送給相應(yīng)的焊接控制器；
所述焊接控制器控制焊鉗進(jìn)行點焊。
作為優(yōu)選，所述PLC系統(tǒng)采用西門子1500系列，通訊速率為100Mbit/s。
作為優(yōu)選，所述通訊方式為工業(yè)以太網(wǎng)通訊。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有人機交互觸摸屏，顯示當(dāng)時焊接規(guī)范參數(shù)，應(yīng)完成焊接點數(shù)、已完成焊接點數(shù)、是否故障等生產(chǎn)相關(guān)信息，可以進(jìn)行生產(chǎn)焊接參數(shù)的設(shè)置。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有焊點計數(shù)管理系統(tǒng)，當(dāng)工人多焊或者少焊時，能夠報警并自動記錄發(fā)生時間、當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)信息、當(dāng)前焊點焊接規(guī)范數(shù)據(jù)。
作為優(yōu)選，所述焊點計數(shù)管理系統(tǒng)包括焊點計數(shù)暫停按鈕，當(dāng)工人對焊鉗進(jìn)行修磨、更換電極、調(diào)試維修時，由人工切換焊點計數(shù)至?xí)和顟B(tài)，不應(yīng)將非車身焊接動作進(jìn)入計數(shù)系統(tǒng)，以免造成系統(tǒng)錯亂；當(dāng)工人進(jìn)行正常焊接時，手動復(fù)位暫停狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有手/自動切換按鈕，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障無法正常工作時，將焊接控制器與分站控制器獨立分開，切換到手動狀態(tài)，焊接控制器恢復(fù)到單機使用狀態(tài)，以保證系統(tǒng)故障時能繼續(xù)生產(chǎn)。
作為優(yōu)選，所述上位機在車間現(xiàn)場有人機界面，采用工業(yè)計算機作為上位機進(jìn)行系統(tǒng)管理、生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、記錄、顯示、控制。
作為優(yōu)選，所述上位機人機交互界面，可以進(jìn)行針對同一工件的不同生產(chǎn)節(jié)拍的快速切換，并作用于分站控制器上，使生產(chǎn)控制管理高效便捷地進(jìn)行。
作為優(yōu)選，所述車型識別檢測裝置采用視覺傳感器、姿態(tài)傳感器、距離傳感器等配合，精確判斷焊接工件、焊點數(shù)量、焊點位置及焊接順序。
本實用新型的優(yōu)點在于：
1)技術(shù)先進(jìn)：采用先進(jìn)的西門子1500系列CPU以及工業(yè)以太網(wǎng)總線系統(tǒng)，實現(xiàn)100M的通訊速率，實時高效地監(jiān)控管理現(xiàn)場的焊接控制器規(guī)范參數(shù)及生產(chǎn)狀況；
2)現(xiàn)場維護(hù)方便：現(xiàn)場管理人員日常只需在車間管理室通過上位機對現(xiàn)場所有焊接控制器的焊接規(guī)范選擇進(jìn)行監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)信息的上傳和硬件狀態(tài)的狀態(tài)反饋，如果有異常狀況出現(xiàn)，能準(zhǔn)確找到發(fā)生問題的故障點并進(jìn)行快速地定位處理；
3)工作方式靈活：此系統(tǒng)能解放操作人員日常生產(chǎn)中頻繁切換焊接規(guī)范的在操作，縮短了工人操作時間，同時也避免了工人因為工件種類不同或者生產(chǎn)節(jié)拍變動而選錯規(guī)范的問題；
4)功能完備：
系統(tǒng)能自動識別焊接線上該工位工件，并自動調(diào)用該工件的所有焊點當(dāng)前所需規(guī)范數(shù)據(jù)，實現(xiàn)根據(jù)工件自動切換焊接規(guī)范的功能；
對于同一工件，系統(tǒng)能根據(jù)人工焊點順序和焊接工藝要求，在人工焊接操作過程中自動切換當(dāng)前焊點所對應(yīng)的焊接規(guī)范，無需人工手工干預(yù)，減少人工操作步驟；
系統(tǒng)對每個工位的從站單獨進(jìn)行程序控制及調(diào)試，以保證當(dāng)某個工位出故障時不會影響其他工位系統(tǒng)功能，實現(xiàn)了集中管理分散控制的優(yōu)勢；
現(xiàn)場每個從站控制器有人機交互觸摸屏，顯示當(dāng)前焊接規(guī)范、應(yīng)完成焊接點數(shù)、已完成焊接點數(shù)、是否故障等生產(chǎn)相關(guān)信息，可以進(jìn)行生產(chǎn)焊接參數(shù)的設(shè)置；
系統(tǒng)具備焊點計數(shù)管理功能，當(dāng)工人多焊焊點或者少焊焊點時，能夠報警并自動記錄發(fā)生時間、當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)信息、當(dāng)前焊點焊接規(guī)范數(shù)據(jù)；
系統(tǒng)具有計數(shù)暫停功能，當(dāng)工人對焊鉗進(jìn)行修磨、更換電極、調(diào)試維修時，由人工切換計數(shù)至?xí)和顟B(tài)，不應(yīng)將非工件焊接動作進(jìn)入計數(shù)系統(tǒng)，以免造成系統(tǒng)錯亂。當(dāng)工人進(jìn)行正常焊接時，手動復(fù)位暫停狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)；
系統(tǒng)具備手工切換功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障無法正常工作時，能與焊接設(shè)備(焊接控制器和焊鉗)獨立分開，焊鉗恢復(fù)單機使用狀態(tài)，以保證系統(tǒng)故障時能繼續(xù)生產(chǎn)；
控制系統(tǒng)在車間現(xiàn)場有人機界面(顯示器)，采用工業(yè)計算機作為上位機進(jìn)行系統(tǒng)管理、生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、記錄、顯示、控制等。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本實用新型的工作流程圖。
其中：1、上位機 2、打印機 3、PLC系統(tǒng)主站 4、交換機 5、分站控制器 6、焊接控制器
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
一種點焊焊接規(guī)范參數(shù)自動切換系統(tǒng)，其特征在于：包括上位機1、打印機2、PLC系統(tǒng)主站3、交換機4、若干分站控制器5和若干焊接控制器6，所述上位機1與PLC系統(tǒng)主站3之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊保證數(shù)據(jù)交互傳輸，所述PLC系統(tǒng)主站3與交換機4之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，所述交換機4與若干分站控制器5之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，若干所述分站控制器5與若干所述焊接控制器6通過電纜連接交互信息；
所述上位機1為工業(yè)控制計算機，配合組態(tài)軟件使用，將PLC系統(tǒng)主站收集的各種信息，用組態(tài)畫面實時顯示，對需要記錄的信息形成報表存儲在電腦硬盤里；
所述PLC系統(tǒng)主站3包括主CPU、總線系統(tǒng)和車型識別檢測裝置，所述主CPU將車型識別檢測裝置收集到的信息進(jìn)行運算分析，并輸出指令，所述總線系統(tǒng)將主CPU、車型識別檢測裝置、交換機和各個分站控制器連接在一起，并輸送各種指令，所述車型識別檢測裝置分布設(shè)置在焊接生產(chǎn)線上，將采集的信息通過總線傳輸給主CPU；
所述交換機4連接主CPU和若干分站控制器，將主CPU發(fā)出的指令按照傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換為符合要求的信息，并發(fā)送至分站控制器；
所述分站控制器5分析判斷主站CPU的信息，進(jìn)行焊接規(guī)范參數(shù)的旋轉(zhuǎn)，將結(jié)果輸送給相應(yīng)的焊接控制器；
所述焊接控制器6控制焊鉗進(jìn)行點焊。
作為優(yōu)選，所述PLC系統(tǒng)采用西門子1500系列，通訊速率為100Mbit/s。
作為優(yōu)選，所述通訊方式為工業(yè)以太網(wǎng)通訊。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有人機交互觸摸屏，顯示當(dāng)時焊接規(guī)范參數(shù)，應(yīng)完成焊接點數(shù)、已完成焊接點數(shù)、是否故障等生產(chǎn)相關(guān)信息，可以進(jìn)行生產(chǎn)焊接參數(shù)的設(shè)置。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有焊點計數(shù)管理系統(tǒng)，當(dāng)工人多焊焊點或者少焊焊點時，能夠報警并自動記錄發(fā)生時間、當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)信息、當(dāng)前焊點焊接規(guī)范數(shù)據(jù)。
作為優(yōu)選，所述焊點計數(shù)管理系統(tǒng)包括焊點計數(shù)暫停按鈕，當(dāng)工人對焊鉗進(jìn)行修磨、更換電極、調(diào)試維修時，由人工切換焊點計數(shù)至?xí)和顟B(tài)，不應(yīng)將非車身焊接動作進(jìn)入計數(shù)系統(tǒng)，以免造成系統(tǒng)錯亂；當(dāng)工人進(jìn)行正常焊接時，手動復(fù)位暫停狀態(tài)，系統(tǒng)繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)。
作為優(yōu)選，所述分站控制器上設(shè)有手/自動切換按鈕，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障無法正常工作時，將焊接控制器與分站控制器獨立分開，切換到手動狀態(tài)，焊接控制器恢復(fù)到單機使用狀態(tài)，以保證系統(tǒng)故障時能繼續(xù)生產(chǎn)
作為優(yōu)選，所述上位機在車間現(xiàn)場有人機界面，采用工業(yè)計算機作為上位機進(jìn)行系統(tǒng)管理、生產(chǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、記錄、顯示、控制。
作為優(yōu)選，所述工件識別檢測裝置采用視覺傳感器、姿態(tài)傳感器、距離傳感器等配合，精確判斷焊接車型、焊點數(shù)量、焊點位置及焊接順序。
如圖1所示，本實用新型包括四部分，第一部分是上位機1部分，負(fù)責(zé)人機交互，顯示系統(tǒng)的各種在線信息，并采集存儲需要記錄的各種數(shù)據(jù)；第二部分是PLC系統(tǒng)主站3的主站CPU控制箱部分，負(fù)責(zé)采集現(xiàn)場的工件信息等信號，與下面的分站控制器5做數(shù)據(jù)交互，監(jiān)控并處理各種信息；第三部分為現(xiàn)場的高速交換機，負(fù)責(zé)就近交互各種從站控制器的信息；第四部分為從站控制器，負(fù)責(zé)直接跟現(xiàn)場焊接控制器的信號交互，該工位焊接參數(shù)的設(shè)置，有必要時給出現(xiàn)場報警信號并傳回到PLC主站CPU和上位機。
如圖1所示，上位機與PLC主站CPU之間通過工業(yè)以太網(wǎng)保證了數(shù)據(jù)采集的實時性，主站CPU跟交換機、交換機跟從站控制器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，從站控制器跟焊接控制器之間通過電纜連接交互信息。
主站CPU系統(tǒng)既可以通過電纜連接也可以通過總線通訊。現(xiàn)場焊接線的車型信系或者工件信息通過各種傳感器進(jìn)行檢測，信息反饋給主站CPU系統(tǒng)。
主站CPU與從站控制器通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊，通訊速率為100Mbit/s，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基于交換機的星形總線連接方式，結(jié)合現(xiàn)場需要可以多級嵌套。這樣的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一方面提高了網(wǎng)絡(luò)交換速率，一方面避免某一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點故障影響整個網(wǎng)絡(luò)的危險性。
分站控制器5與焊接控制器6之間采用電纜直連方式，分站控制器直接控制焊接控制器的規(guī)范參數(shù)選擇。當(dāng)然，分站控制器設(shè)置有手/自動操作切換旋鈕，特殊情況出現(xiàn)時，可以切換至手動操作模式，操作人員可以手動選擇焊接規(guī)范參數(shù)繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)。
最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。