激光焊接裝置及其集成控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光焊接，具體地，涉及激光焊接裝置及其集成控制方法。
【背景技術】
[0002]經過幾十年的發展，激光焊接技術經歷了由脈沖波形到連續波形，由小功率薄板焊接向大功率厚件焊接。在航空航天領域，多層板和厚板的焊接一般采用絲埋弧焊、熔化極氣體保護焊接等傳統焊接方法，隨著焊接厚度及材料層數的增加，傳統方法造成了生產效率的下降和焊接成本的增高，最重要的是焊接質量往往達不到要求。因此，急需引進大功率激光焊接手段來彌補傳統焊接的缺陷。
[0003]目前，激光加工技術廣泛應用于工業領域。在制造過程中，為了適應不同的加工目的，更需要激光器和機器人實時、準確地協調控制。
【發明內容】
[0004]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種激光焊接裝置及其集成控制方法。
[0005]根據本發明提供的一種激光焊接裝置，包括計算機、激光器、激光焊接頭、機器人、機器人控制器；
[0006]所述計算機包括用于控制激光器的組態模塊；所述組態模塊通過TCP/IP協議完成對激光器的參數監控；
[0007]所述激光器用于發射激光；
[0008]所述激光焊接頭用于通過激光實現焊接功能；
[0009]所述機器人帶有六個自由軸，以改變不同的空間位置；
[0010]所述機器人控制器包括用于控制機器人移動的控制器、用于通過現場總線控制激光器出光的可編程邏輯控制器。
[0011]優選地，還包括輔助工裝，所述輔助工裝用于完成機器人末端與激光焊接頭的可靠性連接。
[0012]優選地，所述現場總線為Profibus現場總線；所述激光器功率為10kW。
[0013]優選地，還包括與激光器配套的激光器水冷機。
[0014]根據本發明提供的一種上述的激光焊接裝置的激光焊接集成控制方法，包括以下步驟:
[0015]步驟1，將機器人控制器設置為控制主站，激光器設置為控制從站；
[0016]步驟2，編程定義機器人與激光器各功能接口 ；
[0017]步驟3，用計算機的組態模塊進行上位機監控，測試控制主站與控制從站之間的通信是否正常；若正常，則進入步驟4繼續執行；若不正常，則進入步驟1繼續執行；
[0018]步驟4，通過在可編程邏輯控制器中進行軟件編程，對激光器進行控制，所述控制的指令包括激光器出光指令、停光指令以及復位指令。
[0019]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0020]本發明在制造過程中，能夠適應不同的加工目的，其激光器和機器人能夠進行實時、準確地協調控制。
【附圖說明】
[0021]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0022]圖1是一種激光焊接裝置的結構示意圖。
[0023]圖中:1_計算機，2-激光器，3-光纖，4-激光焊接頭，5-機器人，6-機器人控制器，7_輔助工裝，8-現場總線。
【具體實施方式】
[0024]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0025]本發明公開了一種基于Profibus現場總線的激光焊接裝置及其集成控制方法。激光焊接裝置包括計算機、激光器、光纖、激光焊接頭、機器人本體、機器人控制器以及輔助工裝；計算機裝有能夠控制激光器的組態軟件；機器人控制器設置為控制主站，激光器設置為從站；計算機通過TCP/IP協議完成激光器的參數設置，同時激光器與機器人之間的控制采用Profibus現場總線連接，編程實現機器人控制主站和激光器從站之間的數據通信功能。
[0026]具體地，如圖1所示，根據本發明提供的一種激光焊接裝置，包括計算機、激光器、激光焊接頭、機器人、機器人控制器、輔助工裝、與激光器配套的激光器水冷機；
[0027]所述計算機包括用于控制激光器的組態模塊；所述組態模塊通過TCP/IP協議完成對激光器的參數監控；
[0028]所述激光器用于發射激光；激光器包括激光栗浦源、激光介質、激光諧振腔，其中，激光栗浦源發出栗浦光對激光介質進行栗浦，在激光諧振腔內進行振蕩產生激光；
[0029]所述激光焊接頭用于通過激光實現焊接功能；
[0030]所述機器人帶有六個自由軸，以改變不同的空間位置；
[0031]所述機器人控制器包括用于控制機器人移動的控制器、用于通過現場總線控制激光器出光的可編程邏輯控制器。
[0032]輔助工裝，所述輔助工裝用于完成機器人末端與激光焊接頭的可靠性連接。
[0033]優選地，所述現場總線為Profibus現場總線；所述激光器的激光光源采用0)2光纖激光器，激光功率為10kw。
[0034]根據本發明提供的一種上述的激光焊接裝置的激光焊接集成控制方法，包括以下步驟:
[0035]步驟1，將機器人控制器設置為控制主站，激光器設置為控制從站；
[0036]步驟2，編程定義機器人與激光器各功能接口 ；
[0037]步驟3，用計算機的組態模塊進行上位機監控，測試控制主站與控制從站之間的通信是否正常；若正常，則進入步驟4繼續執行；若不正常，則進入步驟1繼續執行；
[0038]步驟4，通過在可編程邏輯控制器中進行軟件編程，對激光器進行控制，所述控制的指令包括激光器出光指令、停光指令以及復位指令。
[0039]激光器由機器人和作為專用計算機的用于通過現場總線控制激光器出光的可編程邏輯控制器控制，兩者可以同時控制激光器。機器人通過Profibus現場總線與激光器通訊，采用單主站的線性網絡拓撲結構，機器人設為Profibus主站，將帶有Profibus通信協議的激光器設計從站。激光器專用計算機通過以太網控制激光器，并具有遠程診斷功能。在激光加工過程中，激光器主要由機器人控制，對激光器進行測試或遠程診斷，則由專用計算機控制。
[0040]本領域技術人員知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現本發明提供的系統及其各個裝置以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得本發明提供的系統及其各個裝置以邏輯門、開關、專用集成電路、可編程邏輯控制器以及嵌入式微控制器等的形式來實現相同功能。所以，本發明提供的系統及其各項裝置可以被認為是一種硬件部件，而對其內包括的用于實現各種功能的裝置也可以視為硬件部件內的結構；也可以將用于實現各種功能的裝置視為既可以是實現方法的軟件模塊又可以是硬件部件內的結構。
[0041]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。
【主權項】
1.一種激光焊接裝置，其特征在于，包括計算機、激光器、激光焊接頭、機器人、機器人控制器； 所述計算機包括用于控制激光器的組態模塊；所述組態模塊通過TCP/IP協議完成對激光器的參數監控； 所述激光器用于發射激光； 所述激光焊接頭用于通過激光實現焊接功能； 所述機器人帶有六個自由軸，以改變不同的空間位置； 所述機器人控制器包括用于控制機器人移動的控制器、用于通過現場總線控制激光器出光的可編程邏輯控制器。2.根據權利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，還包括輔助工裝，所述輔助工裝用于完成機器人末端與激光焊接頭的可靠性連接。3.根據權利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，所述現場總線為Profibus現場總線；所述激光器功率為10kw。4.根據權利要求1所述的激光焊接裝置，其特征在于，還包括與激光器配套的激光器水冷機。5.一種權利要求1所述的激光焊接裝置的激光焊接集成控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，將機器人控制器設置為控制主站，激光器設置為控制從站； 步驟2，編程定義機器人與激光器各功能接口 ； 步驟3，用計算機的組態模塊進行上位機監控，測試控制主站與控制從站之間的通信是否正常；若正常，則進入步驟4繼續執行；若不正常，則進入步驟1繼續執行； 步驟4，通過在可編程邏輯控制器中進行軟件編程，對激光器進行控制，所述控制的指令包括激光器出光指令、停光指令以及復位指令。
【專利摘要】本發明提供了一種激光焊接裝置及其集成控制方法。激光焊接裝置包括計算機、激光器、光纖傳送、激光焊接頭、機器人本體、機器人控制器以及輔助工裝；計算機裝有能夠控制激光器的組態軟件；機器人控制器設置為控制主站，激光器設置為從站；計算機通過TCP/IP協議完成激光器的參數設置，同時激光器與機器人之間的控制采用Profibus總線連接，編程實現機器人控制主站和激光器從站之間的數據通信功能。本發明在制造過程中，能夠適應不同的加工目的，其激光器和機器人能夠進行實時、準確地協調控制。
【IPC分類】G05B19/18, B23K26/21, B23K26/70
【公開號】CN105312768
【申請號】CN201510708219
【發明人】何軍, 陳浩, 姜恒, 成群林, 徐興中
【申請人】上海航天精密機械研究所
【公開日】2016年2月10日
【申請日】2015年10月27日