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针对汽车中冷器生产过程中,中冷器芯体与气室焊接生产效率低、易出现焊接缺陷、焊接质量易受到人为因素影响、人工成本高、生产工人劳动强度大等问题。组建一个焊接机器人工作站,研究并开发汽车中冷器焊接工作站控制系统。
本文对汽车中冷器芯体与气室组成部分以及其焊接工艺进行了研究,分析了焊接要求与技术指标。搭建了适用于汽车中冷器焊接的机器人工作站,研究设计了机器人工作站各部分的组成,重点对工作站的控制系统进行设计,将机器人工作站划分为机器人控制系统、焊接变位机系统、激光焊缝跟踪系统、弧焊电源系统四个子系统,制定以机器人控制系统为顶层控制器,多工业总线并存的控制系统总体设计方案。
采用冗余的方式,进行变位机控制系统PLC硬件组0态、输入输出电路设计、气动系统设计、伺服系统设计,完成了变位机控制系统外围硬件设计。根据变位机系统工作流程编写了PLC梯形图程序,满足了中冷器焊接姿态变化的需求,通过对人机界画程序的设计开发,实现了变位机控制系统的人机交互功能。研究激光焊缝跟踪系统和焊接电源系统的控制技术与通讯方案。
阐述了激光焊缝跟踪系统的原理与控制机制,制定了激光焊缝跟踪系统在机器人焊接工作站中的工作流程;分析数字化弧焊电源的基本结构,研究了弧焊电源的数字控制算法,搭建焊接电源系统与机器人控制系统之间的总线网络,确定了中冷器脉冲焊接的焊接模式,规划了焊接流程。*后通过对机器人工作站各系统的设置,以一款中冷器焊接为例子,说明了机器人焊接工作站的工作流程,各子系统参数的配置,简述了库卡机器人编程方式,验证了本文设计的工作站在实际工作中的性能。本文对同类型工作站控制系统的设计具有一定的参考意义和借鉴价值。
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