一種變電站管母氬弧焊機器人的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及變電站自動化，尤其涉及一種變電站管母氬弧焊機器人。
【背景技術】
[0002]變電站工程中，管母線施工工藝質量和管母線焊接速度一直都是攻關難點，幾十年來都是采用傳統的施工工藝。同時，焊接時產生的強光、強熱、有毒氣體對人體會造成很大的傷害。但焊接時須有防風棚，防止惰性氣體被吹散，導致焊接件被氧化，焊接質量下降。GB50149-2010《電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗收規范》中規定:每道焊縫應連續施焊；焊縫未完全冷卻前，母線不得移動或受力。現實情況中，手動送絲時，更換焊絲時焊接會有間斷時點；且焊接時必須邊焊邊轉動管母，這樣才能將管母一圈焊完，若轉動時管母受力不均，焊接部位可能會造成虛焊或焊接質量下降。從以人為本的角度出發，開發焊接機器人是有必要的。
【發明內容】
[0003]本發明目的在于克服以上現有技術之不足，提供一種變電站管母氬弧焊機器人，具體有以下技術方案實現:
所述變電站管母氬弧焊機器人，包括機械本體、驅動伺服單元、控制系統、傳感系統以及系統接口，所述機械本體分別與基于閉環控制的驅動伺服單元、計算機控制系統、傳感系統以及系統接口連接。
[0004]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述機械本體包括操作臺、兩連桿搖臂以及機械手，所述操作臺為一圓柱狀的柱體與作業臺固接，所述兩連桿搖臂分別為第一搖臂與第二搖臂，所述第一搖臂鉸接于所述操作臺，所述第二搖臂與第一搖臂鉸接，所述機械手與第二搖臂活動連接。
[0005]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，驅動伺服單元采用液壓伺服驅動方式由一閉環控制電路驅動控制。
[0006]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述控制系統向所述進給機構部輸出以按檢測到的所述旋轉量的每個單位而預先確定的進給量、且向與所述旋轉方向對應的方向進給所述焊接焊絲的控制信號。
[0007]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，作為所述進給量而設定了用于低速進給的低速進給量以及用于高速進給的高速進給量，在所述旋轉操作單元以低速進給模式旋轉時以所述低速進給量進給所述焊接焊絲，在所述旋轉操作單元以高速進給模式旋轉時以所述高速進給量進給所述焊接焊絲。
[0008]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述電弧焊接裝置還具備方向變更單元，該方向變更單元更換與所述輕推轉盤的旋轉方向分別對應的進給方向。
[0009]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述系統接口包括內部PLC,它可以與外部設備相聯，完成與外部設備間的邏輯與時實控制； 串行通訊接口，以完成磁盤數據存儲、遠程控制及離線編程、雙機器人協調等工作。
[0010]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述傳感系統包括聲吶用于測量管壁的厚度，坡口的大小，以計算出送絲的速度和擺幅。
[0011]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述機械手的末端設置有攝像頭，用于將采集的圖像通過視頻線傳送到所述控制系統進行處理。
[0012]所述變電站管母氬弧焊焊接機器人的進一步設計在于，所述控制系統包括與驅動伺服單元連接的碼盤，產生碼盤信號；
伺服電機，接收所述碼盤信號并輸出所述碼盤信號；
以及碼盤轉換裝置，將接收所述碼盤信號轉化為增量信號，再輸出所述增量信號。
[0013]本發明的優點如下:
本發明提供的變電站管母氬弧焊機器人解決目前綠色施工和工藝質量提升的困難，并在后續常規站和特高壓站施工中有較高的價值。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明提供的變電站管母氬弧焊機器人的機構示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明方案進行詳細說明。
[0016]本實施例提供的變電站管母氬弧焊機器人，主要由機械本體、驅動伺服單元、控制系統、傳感系統以及系統接口組成。機械本體分別與驅動伺服單元、計算機控制系統、傳感系統以及系統接口連接參見圖1。
[0017]機械本體主要由操作臺、兩連桿搖臂以及機械手組成。操作臺為一圓柱狀的柱體與作業臺固接。兩連桿搖臂分別為第一搖臂與第二搖臂。第一搖臂鉸接于操作臺，第二搖臂與第一搖臂鉸接。機械手與第二搖臂活動連接。
[0018]本實施例中，驅動伺服單元采用液壓伺服驅動方式由一閉環控制電路驅動控制。
[0019]控制系統向進給機構部輸出以按檢測到的旋轉量的每個單位而預先確定的進給量、且向與旋轉方向對應的方向進給焊接焊絲的控制信號。
[0020]作為進給量而設定了用于低速進給的低速進給量以及用于高速進給的高速進給量，在旋轉操作單元以低速進給模式旋轉時以低速進給量進給焊接焊絲，在旋轉操作單元以高速進給模式旋轉時以高速進給量進給焊接焊絲。
[0021]電弧焊接裝置還具備方向變更單元，該方向變更單元更換與輕推轉盤的旋轉方向分別對應的進給方向。
[0022]系統接口主要由內部PLC、串行通訊接口組成。內部PLC，它可以與外部設備相聯，完成與外部設備間的邏輯與時實控制。串行通訊接口，以完成磁盤數據存儲、遠程控制及離線編程、雙機器人協調等工作。
[0023]傳感系統包括聲吶用于測量管壁的厚度，坡口的大小以計算出送絲的速度和擺幅。
[0024]機械手的末端設置有攝像頭，用于將采集的圖像通過視頻線傳送到控制系統進行處理。
[0025]控制系統主要由與驅動伺服單元連接的碼盤、伺服電機以及碼盤轉換裝置組成。與驅動伺服單元連接的碼盤，產生碼盤信號。伺服電機，接收碼盤信號并輸出碼盤信號。盤轉換裝置，將接收碼盤信號轉化為增量信號，再輸出增量信號。
【主權項】
1.一種變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于包括機械本體、驅動伺服單元、控制系統、傳感系統以及系統接口，所述機械本體分別與基于閉環控制的驅動伺服單元、計算機控制系統、傳感系統以及系統接口連接。2.根據權利要求1所述的變電站管母氬弧焊焊接機器人，其特征在于所述機械本體包括操作臺、兩連桿搖臂以及機械手，所述操作臺為一圓柱狀的柱體與作業臺固接，所述兩連桿搖臂分別為第一搖臂與第二搖臂，所述第一搖臂鉸接于所述操作臺，所述第二搖臂與第一搖臂鉸接，所述機械手與第二搖臂活動連接。3.根據權利要求1所述的變電站管母氬弧焊焊接機器人，其特征在于驅動伺服單元采用液壓伺服驅動方式由一閉環控制電路驅動控制。4.根據權利要求1所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述控制系統向所述進給機構部輸出以按檢測到的所述旋轉量的每個單位而預先確定的進給量、且向與所述旋轉方向對應的方向進給所述焊接焊絲的控制信號。5.根據權利要求4所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，作為所述進給量而設定了用于低速進給的低速進給量以及用于高速進給的高速進給量，在所述旋轉操作單元以低速進給模式旋轉時以所述低速進給量進給所述焊接焊絲，在所述旋轉操作單元以高速進給模式旋轉時以所述高速進給量進給所述焊接焊絲。6.根據權利要求7所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述電弧焊接裝置還具備方向變更單元，該方向變更單元更換與所述輕推轉盤的旋轉方向分別對應的進給方向。7.根據權利要求1所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述系統接口包括 內部PLC,它可以與外部設備相聯，完成與外部設備間的邏輯與時實控制； 串行通訊接口，以完成磁盤數據存儲、遠程控制及離線編程、雙機器人協調等工作。8.根據權利要求1所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述傳感系統包括聲吶用于測量管壁的厚度，坡口的大小，以計算出送絲的速度和擺幅。9.根據權利要求2所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述機械手的末端設置有攝像頭，用于將采集的圖像通過視頻線傳送到所述控制系統進行處理。10.根據權利要求2所述的變電站管母氬弧焊機器人，其特征在于，所述控制系統包括 與驅動伺服單元連接的碼盤，產生碼盤信號； 伺服電機，接收所述碼盤信號并輸出所述碼盤信號； 以及碼盤轉換裝置，將接收所述碼盤信號轉化為增量信號，再輸出所述增量信號。
【專利摘要】本發明涉及一種變電站管母氬弧焊機器人，包括機械本體、驅動伺服單元、控制系統、傳感系統以及系統接口，所述機械本體分別與基于閉環控制的驅動伺服單元、計算機控制系統、傳感系統以及系統接口連接。有益效果為：解決目前綠色施工和工藝質量提升的困難，并在后續常規站和特高壓站施工中有較高的價值。
【IPC分類】B23K9/16, B23K9/32
【公開號】CN105290568
【申請號】CN201410335484
【發明人】朱海峰, 項玉華, 金連明, 周詠, 盧胤, 高亞平, 金振強, 黃士君, 凌俊斌
【申請人】國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力經濟技術研究院
【公開日】2016年2月3日
【申請日】2014年7月15日