本發(fā)明涉及自動化設備技術領域，特別是指一種激光焊接夾具的可視化編程方法及操作系統(tǒng)。

背景技術：

在現(xiàn)有技術的激光焊接夾具控制系統(tǒng)中，用戶不能直觀的通過人機界面(humanmachineinterface，hmi)的設定去控制電磁閥的動作順序，所有的動作順序都是由供應商的技術人員通過plc編程固化到可編程邏輯控制器(programmablelogiccontroller，plc)中的。當激光焊接夾具進行更換時，用戶無法更新plc程序，需要供應商技術人員進行現(xiàn)場調試，這延緩了激光焊接夾具的調試進度，并增加用戶資金成本。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種激光焊接夾具的可視化編程方法及操作系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術所存在的延緩了激光焊接夾具的調試進度、增加用戶資金成本的問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供一種激光焊接夾具的可視化編程方法，包括：

順控程序1，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；

順控程序2，所述可編程邏輯控制器根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；

順控程序3，通過所述可編程邏輯控制器將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。

進一步地，設定的閥組的夾緊步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具夾緊過程中的開閉順序；

設定的閥組的打開步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具打開過程中的開閉順序。

進一步地，設定的閥組信息包括：設定閥組的類型，閥組之間的相互關系。

進一步地，所述順控程序2包括：

在當前步驟中，所述可編程邏輯控制器根據接收到的閥組的夾緊與打開步驟，對閥組動作進行控制，并檢測傳感器的當前狀態(tài)，其中，所述傳感器的當前狀態(tài)用于標識實際的閥組動作；

將檢測到的傳感器的當前狀態(tài)與在人機界面中設定的參數進行比對；

若相同，則步驟號加1，執(zhí)行當前步驟的下一步驟要執(zhí)行的動作；

若不相同，則所述可編程邏輯控制器產生報警信息，并返回執(zhí)行順控程序1，更改在人機界面設定的參數。

進一步地，所述方法還包括：

順控程序4，若實際的閥組動作與期望動作不同，則返回執(zhí)行順控程序1，更改在人機界面設定的參數。

本發(fā)明實施例還提供一種激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)，包括：

人機界面，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；

所述可編程邏輯控制器，根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；

所述可編程邏輯控制器，還用于將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。

進一步地，設定的閥組的夾緊步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具夾緊過程中的開閉順序；

設定的閥組的打開步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具打開過程中的開閉順序。

進一步地，設定的閥組信息包括：設定閥組的類型，閥組之間的相互關系。

進一步地，所述可編程邏輯控制器，具體用于在當前步驟中，根據接收到的閥組的夾緊與打開步驟，對閥組動作進行控制，并檢測傳感器的當前狀態(tài)，其中，所述傳感器的當前狀態(tài)用于標識實際的閥組動作；

將檢測到的傳感器的當前狀態(tài)與在人機界面中設定的參數進行比對；

若相同，則步驟號加1，執(zhí)行當前步驟的下一步驟要執(zhí)行的動作；

若不相同，則產生報警信息，并接收用戶在人機界面更改的已設定的參數。

進一步地，所述可編程邏輯控制器，還用于若實際的閥組動作與期望動作不同，則接收用戶在人機界面更改的已設定的參數。

本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下：

上述方案中，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；所述可編程邏輯控制器根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；通過所述可編程邏輯控制器將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。這樣，用戶可以通過人機界面進行激光焊接夾具動作順序的參數設定，從而加快了激光焊接夾具的調試進度，節(jié)約了調試成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的詳細結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具基本參數設定示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的閥組信息設定示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的產品信息設定示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具夾緊設定示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具打開設定示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的順控程序2的執(zhí)行流程示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有的延緩了激光焊接夾具的調試進度、增加用戶資金成本的問題，提供一種激光焊接夾具的可視化編程方法及操作系統(tǒng)。

為了更好地理解本發(fā)明，先對工裝夾具、電磁閥、閥組進行說明：

1)工裝夾具

例如，激光焊接夾具，是用于固定與裝夾工件的器具。

2)電磁閥

電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調整介質的方向、流量、速度和其他的參數。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調節(jié)閥等。

3)閥組

由若干個電磁閥集成組裝在一起形成一個控制用的組合件，在這個組合件中也可以包括其他的控制閥件，這樣的組合件可以被叫做閥組。

實施例一

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程方法，包括：

順控程序1，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；

順控程序2，所述可編程邏輯控制器根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；

順控程序3，通過所述可編程邏輯控制器將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。

本發(fā)明實施例所述的激光焊接夾具的可視化編程方法，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；所述可編程邏輯控制器根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；通過所述可編程邏輯控制器將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。這樣，用戶可以通過人機界面進行激光焊接夾具動作順序的參數設定，從而加快了激光焊接夾具的調試進度，節(jié)約了調試成本。

本實施例中，利用人機界面(hmi)的配方功能，每個配方可以對應一套激光焊接夾具，每套激光焊接夾具的動作順序可以通過hmi進行設定。供應商人員對客戶進行適當的培訓后，客戶可以自己進行激光焊接夾具動作順序的hmi設定，從而加快了激光焊接夾具的調試進度，節(jié)約了調試成本。

本實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程方法是一種獨特的編程方式，通過hmi與可編程邏輯控制器(plc)的配合使用，實現(xiàn)一種激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)。所述可視化編程操作系統(tǒng)采用的硬件主要包括：hmi與plc，hmi與plc都需要進行編程與調試，其中，plc作為整個可視化編程系統(tǒng)的中樞，主要功能都依靠其實現(xiàn)，整個可視化編程系統(tǒng)的開發(fā)重點都集中在plc中；plc需要應對不同的激光焊接夾具，不同類型的電磁閥、傳感器，這就要求整個可視化編程系統(tǒng)擁有極大的適應性和良好的可擴展性。

本實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)，除了包括：hmi與plc，還包括：激光焊接夾具本體(簡稱：激光焊接夾具)，電磁閥，傳感器；其中，plc作為可視化編程操作系統(tǒng)的控制中樞，向上連接hmi，接受設定的參數，向下連接電磁閥與傳感器，控制激光焊接夾具本體的動作，如圖2所示。

本實施例中，在執(zhí)行可視化編程之前，還需將系統(tǒng)軟件分別下載到plc和hmi中。hmi主要負責參數的設定與調用，plc程序主要負責在hmi設定的參數進行指令執(zhí)行；設定的參數除了閥組的夾緊與打開步驟的設定及閥組信息的設定，還包括激光焊接夾具基本參數的設定、產品信息的設定；plc程序包括：夾具控制、i/o控制等部分；具體的：

1)激光焊接夾具基本參數設定-通過hmi設定不同激光焊接夾具的參數，如圖3所示，對圖3中的部分參數含義進行說明：

夾具(激光焊接夾具)id標識：提供了一個8位的夾具id代號，如果id＝0則認為此夾具為非法夾具，將不再執(zhí)行此夾具的任何相關功能，所以對于每一套夾具都應該具備一個id標識代碼，在plc的程序中并為對id進行任何處理，但可以作為設備使用廠家對夾具進行編號管理的手段。

夾具名稱：必須是最大16個字母、符號、數字的組合，可以在其它界面中顯示當前加載的夾具名稱，在plc的程序中并為對夾具名稱進行任何處理，但可以作為操作者監(jiān)視當前夾具名稱的手段。

工件開關數量：最大16個，此處的工件開關指的是用于對夾具的工件進行防漏、防錯、產品識別等功能的輸入診斷。它可以由一個傳感器組成，也可以由多個傳感器共同組成。

產品種類數量：最大8個，對于一套工裝可能應用幾種產品的生產，這些產品可能是一個最終產品的半成品，也可能是最終的產品。本實施例提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)提供了一個功能，可以讓這些產品按照你的選擇進行生產，即你可以8種產品一起生產，也可以單獨生產8種產品中的一種或幾種。

啟用閥組數量：最大16個，一個工裝里應用的閥組總數量。

夾具液/氣類型：此功能是針對激光焊接夾具的特點開發(fā)的，這里主要特指有翻蓋、鎖鉤等閥組的工裝，它具有一些特殊性。

預設機器人程序號：它預先設置了機器人的調用程序號。

2)閥組信息設定通過hmi設定閥組的類型，閥組之間的相互關系，如圖4所示，對圖4中的部分參數含義進行說明：

閥組類型：本智能工裝系統(tǒng)為閥組定義了兩種類型，一種是普通閥組(它涵蓋3位5通中封、2位5通閥)；另一種是中泄閥組(特指3位5通中泄閥，且是失電中泄類型)。對于普通閥組，只要給出驅動信號后將保持住，直到有相反的驅動信號后才進行復位；對于中泄閥組，伸驅動與普通閥組特性一致，但對于縮回操作，失去縮驅動信號后，電磁閥將處于中泄狀態(tài)。

閥組互鎖：特指閥組之間有互相干涉狀態(tài)的情況，例如液壓夾具的翻蓋與鎖鉤之間，如果鎖鉤未在縮回位置時，翻蓋氣缸是不允許動作的。即閥組2(定義為翻蓋閥組)伸/縮時，閥組3(定義為鎖鉤閥組)必須在縮的位置。如果點下“取消全部”按鈕，則將所有閥組之間的互鎖關系全部清除。

閥組時間：設置閥組從驅動開始到運行到位所需要的時間，它有兩種功用。其一，在某閥組的伸或縮到位信號被屏蔽后，作為閥組伸或縮的仿真時間；其二，在某閥組的伸或縮到位信號開啟后，作為閥組伸或縮不到位報警的延時時間。例如：閥組4(定義為側板定位閥組)，預先設置閥組時間為2000ms，如果對其伸或縮磁開進行了屏蔽，那么側板定位閥組在伸或縮了2秒后，系統(tǒng)將自動認為其已經伸或縮到位了，從而執(zhí)行其它閥組的動作；如果未對其伸或縮磁開進行屏蔽(應用了傳感器進行位置檢測)，那么如果閥組在伸或縮驅動后的2秒后仍沒有檢測到伸或縮的到位信號，系統(tǒng)將給出報警，提示操作者此閥組控制的氣缸未伸或縮到位。如果點下“更換”按鈕將在伸出與縮回之間相互切換。

3)產品信息設定，如圖5所示，圖5主要用于各產品的工件檢測開關的應用。對于每個產品均有其相應的工件檢測開關(防漏、防錯、識別)進行檢測，如果不滿足該檢測，系統(tǒng)將自動停止。

例如：有三種產品在一套工裝上進行焊接。當我只想對產品一進行生產時，系統(tǒng)此時應只診斷產品一的工件檢測開關，而產品二、三的工件檢測開關應該被忽略。為了可以完成這種功能，首先我們應該定義出哪些工件檢測開關是用于產品一的，哪些是用于產品二或產品三的，這樣區(qū)分開來后，系統(tǒng)將自動去尋找那些與其相關的檢測開關，并忽略掉不相關的檢測開關。

4)激光焊接夾具夾緊設定-通過hmi設定不同電磁閥在激光焊接夾具夾緊過程中的開閉順序，如圖6所示，對圖6中的部分參數含義進行說明：

設置總步驟數：最大16步，輸入0時認為沒有任何夾緊步。

步驟執(zhí)行完成后，是否需要檢查(斷點設置)：如果選“是”，意味著當步驟執(zhí)行完后，需要再次按下雙手按鈕才能進行下一步的動作；否則步驟將在條件滿足后連續(xù)執(zhí)行下去。應用斷點功能，可以在自動步驟的中間做一個短暫的停頓，例如有時候需要再次裝個小零件，或者某個閥組動作完成后需要進行一下檢查，這時此功能就起到了一個斷點的作用。

工件設置(執(zhí)行前對工件的診斷)：它指的是如果當前步驟想要執(zhí)行，工件檢測開關需要處于什么狀態(tài)。例如如果要執(zhí)行閥組2、3的伸動作，工件2、3必須有信號。雖然在夾緊步驟執(zhí)行完成后仍有對工件診斷的復查，但那時如果查出漏裝了一個小零件時，可能需要把夾具全部打開，浪費時間，所以在閥組動作之前首先對要裝的工件進行診斷是極為必要的。

閥組設置(要執(zhí)行的閥組動作)：當前步驟所要驅動的閥組，x代表不做任何動作。

5)激光焊接夾具打開設定-通過hmi設定不同電磁閥在激光焊接夾具打開過程中的開閉順序，如圖7所示，對圖7中的部分參數含義進行說明：

設置總步驟數：最大16步，輸入0時認為沒有任何打開步。

當前打開到位后設置時間繼續(xù)執(zhí)行：步驟條件全部滿足后，可能需要延時一段時間再繼續(xù)下一步驟。例如打標氣缸，打標伸到位后可能要延時個0.5秒左右再落后來，再比如某些頂出氣缸，可能頂出后1秒左右再落后來。

閥組設置(要執(zhí)行的閥組動作)：當前步驟所要驅動的閥組，x代表不做任何動作。

原位設置：原位就是一個工裝最初始的位置，在此位置上可以執(zhí)行上件的工作。大部分工裝的原位與打開位是一致的，但有脫模、頂出、定位銷等氣缸存在時，原位與打開位可能有差別，此時需要對原位進行設置。在正確設置了原位后，自動運行時，無論工裝上的閥組處于什么狀態(tài)，系統(tǒng)會自動診斷并將工裝恢復到原位。如果原位與打開位是一致的時候，點下“同步原位”按鈕，系統(tǒng)將能自動識別出原位的狀態(tài)并予以設置。

這里要強調的是打開與釋放的區(qū)別，這里的打開主要指的是工作完成后的自動打開動作步驟，而釋放是夾緊的逆向操作。自動打開是在工藝完成后對工裝的操作，大多數都不是夾緊的逆向操作，所以要單獨拿出來進行配置；而釋放主要應用在夾具夾緊的過程中，需要反向操作打開某些閥組，然后重新夾緊的情況。

6)夾具控制-通過plc程序根據him的設定，根據傳感器的狀態(tài)控制不同電磁閥的開閉，本實施例中，傳感器的檢測步驟也可以在hmi上設定。

7)i/o控制-通過plc程序實現(xiàn)輸入輸出功能，

在前述激光焊接夾具的可視化編程方法的具體實施方式中，進一步地，設定的閥組的夾緊步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具夾緊過程中的開閉順序；

設定的閥組的打開步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具打開過程中的開閉順序。

在前述激光焊接夾具的可視化編程方法的具體實施方式中，進一步地，設定的閥組信息包括：設定閥組的類型，閥組之間的相互關系。

在前述激光焊接夾具的可視化編程方法的具體實施方式中，進一步地，所述順控程序2包括：

在當前步驟中，所述可編程邏輯控制器根據接收到的閥組的夾緊與打開步驟，對閥組動作進行控制，并檢測傳感器的當前狀態(tài)，其中，所述傳感器的當前狀態(tài)用于標識實際的閥組動作；

將檢測到的傳感器的當前狀態(tài)與在人機界面中設定的參數進行比對；

若相同，則步驟號加1，執(zhí)行當前步驟的下一步驟要執(zhí)行的動作；

若不相同，則所述可編程邏輯控制器產生報警信息，并返回執(zhí)行順控程序1，更改在人機界面設定的參數。

本實施例中，如圖8所示，若當前執(zhí)行的步驟為步驟1，則在步驟1中，所述可編程邏輯控制器根據在人機界面設定的參數，對閥組動作進行控制，檢測傳感器的當前狀態(tài)，并將檢測到的傳感器的當前狀態(tài)與在人機界面中設定的參數進行比對，若相同，則步驟號加1，并根據所述可編程邏輯控制器根據接收到的閥組的夾緊與打開步驟，執(zhí)行步驟2要執(zhí)行的動作；若不相同，則所述可編程邏輯控制器產生報警信息，并返回執(zhí)行順控程序1，更改在人機界面設定的參數。

在前述激光焊接夾具的可視化編程方法的具體實施方式中，進一步地，所述方法還包括：

順控程序4，若實際的閥組動作與期望動作不同，則返回執(zhí)行順控程序1，更改在人機界面設定的參數。

實施例二

本發(fā)明還提供一種激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式，由于本發(fā)明提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)與前述激光焊接夾具的可視化編程方法的具體實施方式相對應，該激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)可以通過執(zhí)行上述方法具體實施方式中的流程步驟來實現(xiàn)本發(fā)明的目的，因此上述激光焊接夾具的可視化編程方法具體實施方式中的解釋說明，也適用于本發(fā)明提供的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式，在本發(fā)明以下的具體實施方式中將不再贅述。

如圖9所示，本發(fā)明實施例還提供一種激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)，包括：

人機界面11，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器12中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；

所述可編程邏輯控制器12，根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；

所述可編程邏輯控制器12，還用于將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面11設定的參數運行。

本發(fā)明實施例所述的激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)，利用人機界面的配方功能，接收用戶根據各激光焊接夾具的實際需求在人機界面設定的參數，并將設定的參數下載到可編程邏輯控制器中，其中，所述參數用于控制相應的激光焊接夾具的動作順序，所述參數包括：閥組的夾緊與打開步驟及閥組信息；所述可編程邏輯控制器根據接收到的參數，對閥組動作進行控制；通過所述可編程邏輯控制器將實際的閥組動作與期望動作進行比對，若相同，則所述激光焊接夾具的動作順序按照在人機界面設定的參數運行。這樣，用戶可以通過人機界面進行激光焊接夾具動作順序的參數設定，從而加快了激光焊接夾具的調試進度，節(jié)約了調試成本。

在前述激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，設定的閥組的夾緊步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具夾緊過程中的開閉順序；

設定的閥組的打開步驟包括：設定不同電磁閥在激光焊接夾具打開過程中的開閉順序。

在前述激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，設定的閥組信息包括：設定閥組的類型，閥組之間的相互關系。

在前述激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述可編程邏輯控制器，具體用于在當前步驟中，根據接收到的閥組的夾緊與打開步驟，對閥組動作進行控制，并檢測傳感器的當前狀態(tài)，其中，所述傳感器的當前狀態(tài)用于標識實際的閥組動作；

將檢測到的傳感器的當前狀態(tài)與在人機界面中設定的參數進行比對；

若相同，則步驟號加1，執(zhí)行當前步驟的下一步驟要執(zhí)行的動作；

若不相同，則產生報警信息，并接收用戶在人機界面更改的已設定的參數。

在前述激光焊接夾具的可視化編程操作系統(tǒng)的具體實施方式中，進一步地，所述可編程邏輯控制器，還用于若實際的閥組動作與期望動作不同，則接收用戶在人機界面更改的已設定的參數。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。