專利名稱：柔性自動(dòng)焊接方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柔性自動(dòng)焊接的方法和設(shè)備，該發(fā)明主要用于自動(dòng)焊接各種零部件。
背景技術(shù)：
目前，公知的自動(dòng)焊接設(shè)備都是采用只有固定的運(yùn)動(dòng)方向、多個(gè)焊頭之間相對位置固定的焊接設(shè)備，設(shè)備是為產(chǎn)品量身定做的焊接方式，僅能對單一的零部件進(jìn)行焊接，一旦零部件的結(jié)構(gòu)尺寸有些變化或焊接不同的零部件就完全無能為力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的首要目的是提供一種柔性自動(dòng)焊接的方法，采用該方法可以實(shí)現(xiàn)針對任意對象在若干工位連續(xù)進(jìn)行的自動(dòng)焊接，從而構(gòu)成了一套可以在同一臺(tái)設(shè)備上適應(yīng)不同產(chǎn)品的、柔性的、整個(gè)焊接過程自動(dòng)進(jìn)行的焊接方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的柔性自動(dòng)焊接的方法包括下列步驟a、焊接前操作者將需要焊接的零部件放入退出焊接區(qū)域的相應(yīng)底模中，底模上的自動(dòng)夾緊裝置自動(dòng)對其進(jìn)行夾緊，等候進(jìn)入焊接區(qū)域焊接；b、控制裝置的微電腦將首先自動(dòng)檢查需要焊接的零部件是否夾緊、操作者安全保護(hù)狀態(tài)等是否到位，如不到位，將停機(jī)并提示；如到位合格，進(jìn)入下一步驟；
c、如全部正常，由控制裝置的微電腦控制零部件進(jìn)給裝置將裝有待焊接零部件的零部件裝夾裝置送入焊接區(qū)域，同時(shí)將原焊接區(qū)域內(nèi)的裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，以便操作者換上另一個(gè)待焊接零部件，到位后發(fā)信號(hào)給控制裝置，控制裝置控制安裝有焊頭的X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置按照事先編好的指令對焊接區(qū)內(nèi)的零部件的焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接；d、該工位上的零部件被焊接完畢后，在控制裝置的控制下，零部件進(jìn)給裝置將裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，同時(shí)將另一個(gè)待焊接的零部件送入焊接區(qū)域進(jìn)行下一步焊接；e、重復(fù)以上步驟，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供一種實(shí)施上述方法的柔性自動(dòng)焊接設(shè)備，它可以自動(dòng)焊接包括塑料零部件在內(nèi)的各種零部件。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是柔性自動(dòng)焊接方法的專用設(shè)備，其特征在于設(shè)備的機(jī)架中設(shè)有X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置，包括X、Y、Z三個(gè)方向的高精度進(jìn)給機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安放于機(jī)架的上部；控制各機(jī)構(gòu)工作的控制裝置，包括微電腦及附屬設(shè)備；執(zhí)行焊接任務(wù)的焊機(jī)，包括機(jī)體和焊頭，焊頭安裝于自動(dòng)進(jìn)給裝置Z軸的工作臂上；夾持零部件的零部件裝夾裝置，安放于機(jī)架的中下部；拖動(dòng)零部件裝夾裝置的零部件進(jìn)給裝置，設(shè)置于零部件裝夾裝置的旁邊；所有裝置與控制裝置電連接。
由本發(fā)明提供的方法和設(shè)備給出的技術(shù)方案可知，操作者只需進(jìn)行上下料工作，該自動(dòng)焊接設(shè)備就能夠根據(jù)事先編好的指令對在若干工位上的不同零部件的若干焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接。當(dāng)需要批量焊接其它零部件時(shí)，只要更換相應(yīng)的底模夾具并編好新的的指令即可，無須購買新的設(shè)備。這樣就構(gòu)成了一套可以在同一臺(tái)設(shè)備上適應(yīng)不同產(chǎn)品的、柔性的、整個(gè)焊接過程自動(dòng)進(jìn)行的焊接設(shè)備。
安裝在機(jī)架上部的X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置可以主要由一個(gè)彼此互聯(lián)的X、Y、Z三個(gè)方向的高精度進(jìn)給機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，在進(jìn)給裝置的Z軸工作臂上裝有焊頭，在控制裝置的控制下，焊頭通過機(jī)器人帶動(dòng)，可以按事先設(shè)定好的指令在X、Y、Z三個(gè)方向上精確運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)柔性焊接。
附圖概述

圖1是本發(fā)明中的方法原理框圖；圖2是本發(fā)明中設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的左視圖。
具體實(shí)施例方式
該柔性自動(dòng)焊接設(shè)備的控制裝置設(shè)有微電腦，各工位每個(gè)焊接點(diǎn)的坐標(biāo)位置都被記錄在內(nèi)，這樣微電腦就可以控制各機(jī)構(gòu)周而復(fù)始地按工位順序、按每個(gè)焊接點(diǎn)的坐標(biāo)位置順序運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作；當(dāng)需要焊接新的零部件時(shí)，可以通過控制裝置的輸入機(jī)構(gòu)在某個(gè)工位輸入新的坐標(biāo)位置群，該控制裝置就可以控制各機(jī)構(gòu)焊接新的零部件；控制裝置位于機(jī)架面板上。
該柔性自動(dòng)焊接設(shè)備的焊機(jī)可以是任意形式的焊機(jī)，負(fù)責(zé)焊接任務(wù)的焊頭安裝于進(jìn)給裝置Z軸的工作臂上，隨工作臂在X、Y、Z三個(gè)方向上精確運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
該柔性自動(dòng)焊接設(shè)備設(shè)有若干個(gè)零部件裝夾裝置，它們的作用是將待焊接的零部件之間相對位置定位并裝夾住，該裝置安放于機(jī)架的中下部，主要分為底模和夾持機(jī)構(gòu)兩部分。
該柔性自動(dòng)焊接設(shè)備設(shè)有零部件進(jìn)給裝置，它的作用是拖動(dòng)各零部件裝夾裝置順次進(jìn)入焊接區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。
本發(fā)明所述的柔性自動(dòng)焊接的方法可以實(shí)現(xiàn)針對任意對象在若干工位連續(xù)進(jìn)行的自動(dòng)焊接，從而構(gòu)成了一套可以在同一臺(tái)設(shè)備上適應(yīng)不同產(chǎn)品的、柔性的、整個(gè)焊接過程自動(dòng)進(jìn)行的焊接方法。
由于采用上述方案，該柔性自動(dòng)焊接設(shè)備的機(jī)架、X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置、控制裝置、焊機(jī)、零部件裝夾裝置、零部件進(jìn)給裝置構(gòu)成了一套完整的柔性自動(dòng)焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)事先編好的指令對在若干工位上的不同零部件的焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接。當(dāng)需要批量焊接其它零部件時(shí)，只要更換相應(yīng)的底模夾具并編好新的的指令即可，無須購買新的設(shè)備。這樣就構(gòu)成了一套可以在同一臺(tái)設(shè)備上適應(yīng)不同產(chǎn)品的、柔性的、整個(gè)焊接過程自動(dòng)進(jìn)行的柔性自動(dòng)焊接設(shè)備。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
圖1為該本發(fā)明所述柔性自動(dòng)焊接方法的原理方框圖。在機(jī)架中，三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置，控制裝置，焊機(jī)，零部件裝夾裝置，零部件進(jìn)給裝置，焊接前操作者將需要焊接的零部件放入退出焊接區(qū)域的部分零部件裝夾裝置，夾緊裝置自動(dòng)對其進(jìn)行夾緊，等候進(jìn)入焊接區(qū)域焊接?？刂蒲b置的微電腦將首先自動(dòng)檢查需待焊接的零部件是否夾緊、操作者安全保護(hù)狀態(tài)等是否到位，如不到位，將停機(jī)并提示，如到位合格，等待焊接區(qū)域的零部件焊接完畢后，由控制裝置的微電腦控制零部件進(jìn)給裝置將焊接完畢的零部件送出焊接區(qū)域，同時(shí)將裝有待焊接零部件的零部件裝夾裝置送入焊接區(qū)域，到位后發(fā)信號(hào)給控制裝置，控制裝置控制安裝有焊頭的進(jìn)給裝置按照事先編好的指令對焊接區(qū)內(nèi)的零部件的焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接。該工位上的零部件被焊接完畢后，在控制裝置的控制下，零部件進(jìn)給裝置將裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，同時(shí)將另一個(gè)待焊接的零部件送入焊接區(qū)域進(jìn)行下一步焊接。以上步驟周而復(fù)始不斷運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。當(dāng)所要焊接的零部件對象改變時(shí)，只要更換相應(yīng)的底模并修改部分指令，即可實(shí)現(xiàn)對新的零部件的自動(dòng)焊接。
下面以同時(shí)焊接四個(gè)不同的汽車門內(nèi)板為例進(jìn)一步說明其柔性自動(dòng)焊接的方法首先操作者將兩塊待焊接的門內(nèi)板分別放入待焊接區(qū)域相應(yīng)的零部件裝夾裝置上，并夾緊門內(nèi)板，按下啟動(dòng)鍵?？刂蒲b置的微電腦將首先自動(dòng)檢查零部件裝夾裝置上有無待焊接的零部件、需要焊接的零部件是否夾緊、操作者安全保護(hù)狀態(tài)等是否到位，焊頭是否停留在機(jī)械原點(diǎn)等等，如不到位，將停機(jī)并提示；如全部合格，由控制裝置的微電腦控制零部件進(jìn)給裝置將裝有待焊接零部件的零部件裝夾裝置送入焊接區(qū)域，到位后發(fā)信號(hào)給控制裝置，控制裝置控制安裝有焊頭的機(jī)器人按照事先編好的指令對焊接區(qū)域內(nèi)的零部件的焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接。此時(shí)操作者將另外兩塊待焊接的門內(nèi)板分別放入待焊接區(qū)域相應(yīng)的零部件裝夾裝置上，并夾緊門內(nèi)板，然后按下待焊鍵，控制裝置的微電腦會(huì)自動(dòng)檢查剛才裝夾的待焊接門內(nèi)板是否夾緊、操作者安全保護(hù)狀態(tài)等是否到位等等，如不到位，將提示；如全部合格，等候前面的門內(nèi)板焊接完畢。焊接區(qū)內(nèi)域的零部件被焊接完畢后，在控制裝置的控制下，零部件進(jìn)給裝置將裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，同時(shí)將剛才裝夾的待焊接門內(nèi)板送入焊接區(qū)域進(jìn)行下一步焊接。
以上步驟周而復(fù)始不斷運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。
圖2、3分別為該發(fā)明所述設(shè)備實(shí)施例1的主視圖、左視圖。
在附圖2、3所示實(shí)施例1中，該設(shè)備是由機(jī)架1、三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置2、控制裝置3、焊機(jī)4、零部件裝夾裝置5、零部件進(jìn)給裝置6六大部分組成。所有其他部分都安裝與機(jī)架1上。
安裝在機(jī)架上部的三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置2可以主要由一組彼此互聯(lián)的X、Y、Z三個(gè)方向的高精度進(jìn)給機(jī)構(gòu)和伺服機(jī)構(gòu)組成，X方向?yàn)闄C(jī)架長度方向，Y方向?yàn)闄C(jī)架寬度方向，Z方向?yàn)闄C(jī)架高度方向，通過分別控制各方向的滾珠絲杠7的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，可以將安裝于三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置2的Z軸的工作臂8上的焊頭9精確帶到焊接區(qū)域的任意坐標(biāo)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
安裝在機(jī)架1前部的控制裝置3設(shè)有微電腦10和觸摸控制屏11，各工位每個(gè)焊接點(diǎn)的坐標(biāo)位置都被記錄在內(nèi)，這樣微電腦10就可以控制各機(jī)構(gòu)周而復(fù)始地按工位順序、按每個(gè)焊接點(diǎn)的坐標(biāo)位置順序運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作；當(dāng)需要焊接不同種類的零部件時(shí)，可以通過控制裝置3輸入新的坐標(biāo)位置群，該控制裝置3就可以控制各機(jī)構(gòu)焊接新的零部件。
安裝在機(jī)架1中部的焊機(jī)4可以是是超聲波焊機(jī)，負(fù)責(zé)焊接任務(wù)的焊頭9安裝于三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置2的Z軸的工作臂8上，隨工作臂在X、Y、Z三個(gè)方向上精確運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
機(jī)架1的工作平臺(tái)12上設(shè)有若干個(gè)零部件裝夾裝置5，它們的作用是將待焊接的部件13的各零件之間相對位置定位并裝夾住，該裝置安放于機(jī)架1的中下部，主要分為底模14和夾持機(jī)構(gòu)15兩部分。
安裝在機(jī)架1底部的零部件進(jìn)給裝置6，它的作用是拖動(dòng)各零部件裝夾裝置5順次進(jìn)入焊接區(qū)域，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作。零部件進(jìn)給裝置6主要由滾珠絲杠16和導(dǎo)軌17以及伺服機(jī)構(gòu)18構(gòu)成。
權(quán)利要求
1.一種柔性自動(dòng)焊接方法，本發(fā)明包括以下步驟a、焊接前操作者將需要焊接的零部件放入退出焊接區(qū)域的相應(yīng)底模中，底模上的自動(dòng)夾緊裝置自動(dòng)對其進(jìn)行夾緊，等候進(jìn)入焊接區(qū)域焊接；b、控制裝置的微電腦將首先自動(dòng)檢查需要焊接的零部件是否夾緊、操作者安全保護(hù)狀態(tài)等是否到位，如不到位，將停機(jī)并提示；如到位合格，進(jìn)入下一步驟；c、如全部正常，由控制裝置的微電腦控制零部件進(jìn)給裝置將裝有待焊接零部件的零部件裝夾裝置送入焊接區(qū)域，同時(shí)將原焊接區(qū)域內(nèi)的裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，以便操作者換上另一個(gè)待焊接零部件，到位后發(fā)信號(hào)給控制裝置，控制裝置控制安裝有焊頭的X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置按照事先編好的指令對焊接區(qū)內(nèi)的零部件的焊點(diǎn)逐步進(jìn)行自動(dòng)焊接；d、該工位上的零部件被焊接完畢后，在控制裝置的控制下，零部件進(jìn)給裝置將裝有焊接好的零部件的零部件裝夾裝置送出焊接區(qū)域，同時(shí)將另一個(gè)待焊接的零部件送入焊接區(qū)域進(jìn)行下一步焊接；e、以上步驟周而復(fù)始不斷運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)連續(xù)加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性自動(dòng)焊接方法，其特征在于當(dāng)需要批量焊接其它種類的零部件時(shí)，只要更換夾持零部件的底模并修改部分指令，即可實(shí)現(xiàn)對新的零部件的自動(dòng)焊接。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性自動(dòng)焊接方法的專用設(shè)備，其特征在于設(shè)備的機(jī)架中設(shè)有X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置，包括X、Y、Z三個(gè)方向的高精度進(jìn)給機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，安放于機(jī)架的上部；控制各機(jī)構(gòu)工作的控制裝置，包括微電腦及附屬設(shè)備；執(zhí)行焊接任務(wù)的焊機(jī)，包括機(jī)體和焊頭，焊頭安裝于自動(dòng)進(jìn)給裝置Z軸的工作臂上；夾持零部件的零部件裝夾裝置，安放于機(jī)架的中下部；拖動(dòng)零部件裝夾裝置的零部件進(jìn)給裝置，設(shè)置于零部件裝夾裝置的旁邊；所有裝置與控制裝置電連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專用設(shè)備，其特征在于所述的的零部件裝夾裝置包括底模和夾持機(jī)構(gòu)兩部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種柔性自動(dòng)焊接方法及設(shè)備，它可以自動(dòng)焊接包括塑料零部件在內(nèi)的各種零部件，設(shè)備的機(jī)架中設(shè)有X、Y、Z三坐標(biāo)自動(dòng)進(jìn)給裝置，安放于機(jī)架的上部；控制裝置包括微電腦及附屬設(shè)備；焊機(jī)的焊頭安裝于自動(dòng)進(jìn)給裝置Z軸的工作臂上；夾持零部件的零部件裝夾裝置，安放于機(jī)架的中下部；拖動(dòng)零部件裝夾裝置的零部件進(jìn)給裝置，設(shè)置于零部件裝夾裝置的旁邊；本發(fā)明提供了一套可以在同一臺(tái)設(shè)備上適應(yīng)不同產(chǎn)品的、柔性的、整個(gè)焊接過程自動(dòng)進(jìn)行的焊接設(shè)備。
文檔編號(hào)B23K37/047GK1883871SQ200510040740
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月24日
發(fā)明者陳仰帆 申請人:蕪湖恒信汽車內(nèi)飾制造有限公司