[實用新型]一種基于MFC的厚大件機器人等離子切割系統

有效

• 申請號: 201720303498.8
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN206614132U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 王振民;朱磊;韋俊好
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B23K10/00
• 分類號: B23K10/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 梁瑩

技術領域

本實用新型涉及等離子切割領域，具體涉及一種基于MFC的厚大件機器人等離子切割系統。

背景技術

近年來，在海洋工程、核電、航空航天、船舶、石油化工等裝備制造業，其設備日趨大型化，對厚大型結構件的需求日益增加，迫切需要大量優質高效的厚板熱切割技術和裝備。等離子切割具有切割成本低、切割效率高、切割質量好等優點，得到了廣泛應用。

隨著機器人技術的發展，機器人技術和等離子切割技術的結合成為必然趨勢，通過對機器人的編程和控制，實現切割路徑的規劃，顯著提高了等離子切割的加工能力和切割效率，對厚大件和復雜形狀的切割具有重要意義。在厚大件等離子切割時，受限于等離子電源的功率，普遍采取的是多臺電源簡單并聯切割來提高切割功率。由于每臺電源輸出特性的不同，容易造成輸出電流不均，從而導致切割質量不穩定和切割效率較差。因此，結合機器人技術、等離子切割技術、自動控制技術和逆變電源技術的機器人等離子切割系統將成為厚板切割領域的未來發展方向。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對上述現有技術的不足，提供了一種基于MFC的厚大件機器人等離子切割系統，在切割厚大件時，利用MFC控制面板及程序實現等離子電源、機器人、配套設備的自動化協同工作，完成高質量等離子切割，并能夠實現多臺等離子電源的均流并聯，提供更大工作功率和工作效率，滿足厚大件材料的切割要求。

本實用新型的目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于MFC的厚大件機器人等離子切割系統，包括用于用戶給定切割方案和切割參數，設定機器人運動軌跡，控制切割流程，顯示和處理故障信息并對設備進行調試的MFC控制面板、接收MFC控制面板給定信息并反饋切割信息及故障信息，控制氣路裝置，冷卻裝置及起弧裝置工作的數字化等離子切割電源、接收和反饋機器人運動信息及故障信息并實現機器人穩定運動的機器人控制系統、用于實現對切割對象切割作業的等離子切割割炬及夾具、提供等離子切割過程中所用氣體的氣路裝置、對等離子電源及等離子切割割炬進行冷卻的冷卻裝置、為等離子切割提供起弧的起弧裝置以及連接線路，所述MFC控制面板一端與數字化等離子切割電源依靠14芯通訊總線連接，另一端與機器人控制系統通過CAN通信總線連接，所述數字化等離子切割電源通過電源內部的繼電器模塊控制氣路裝置、冷卻裝置和起弧裝置工作，并通過連接線路連接至等離子切割割炬，所述等離子切割割炬通過夾具連接到機器人控制系統的機械臂上。

進一步地，所述CAN通信總線包括CAN通信線、開關線和電流電壓采集線路。

進一步地，所述機器人控制系統包括機器人控制柜和機械臂。

進一步地，所述MFC控制面板能夠針對等離子切割具體的工況，采用MFC程序編寫出相應的控制面板。

進一步地，所述數字化等離子切割電源的主電路采用全橋逆變電路拓撲，能夠根據MFC控制面板給定的切割具體工況要求，采用電源均流并聯算法，利用均流并聯控制電路，以多臺并聯輸出或單臺輸出的形式，滿足切割要求。

進一步地，所述數字化等離子切割電源的均流并聯控制電路包括STM32系統、逆變驅動電路、三相整流電路、全橋逆變電路、整流濾波電路和電流檢測電路，所述三相整流電路、全橋逆變電路和整流濾波電路依次連接；三相整流電路與三相電源輸入端連接；整流濾波電路與等離子切割割炬連接；電流檢測電路分別連接整流濾波電路與STM32系統的ADC模塊；逆變驅動電路分別連接STM32系統的PWM輸出模塊和全橋逆變電路。

進一步地，所述均流并聯通過如下步驟實現：用戶通過MFC控制面板設置切割參數，先由程序判斷設置的切割電流是否大于設定數值，如果大于設定數值，則通過CAN通訊設置兩臺數字化等離子切割電源并聯輸出，否則單臺進行工作；若兩臺數字化等離子切割電源并聯輸出，則STM32系統通過調節PWM輸出模塊控制逆變驅動電路的占空比，來控制全橋逆變電路的工作，從而調節輸出電流；而輸出電流又經整流濾波電路后，通過電流檢測電路反饋到STM32系統中，實現閉環電流調節；數字化等離子切割電源與數字化等離子切割電源之間通過CAN通訊實時通訊，使兩臺數字化等離子切割電源輸出的電流保證均流，實現均流并聯輸出。

本實用新型與現有技術相比，具有如下優點和有益效果：

1、本實用新型采用基于MFC程序的控制面板，擁有良好的人機互動、內置參數功能，操作簡單、界面直觀易懂，能夠實現控制機器人按照指定路線對材料進行切割作業的目的，而且設置了推薦參數，讓人工操作更為方便。