機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人，用來控制焊接機器人驅(qū)動的機器人控制器,用來檢測焊接機器人焊接狀態(tài)的傳感器,所述焊接機器人上設(shè)有機械手，所述機械手通過一連接法蘭分別與一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍連接，所述一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍與PLC控制器連接。該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)在焊接機器人的機械手上同時設(shè)置有一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍兩種焊槍，這樣在進行焊接操作時就可同時對白車身同時進行點焊和螺柱焊兩種焊接操作，從而可有效提高車身的焊接質(zhì)量、降低焊接人員的勞動強度、提高工作效率，實現(xiàn)白車身焊接自動化，同時可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
【專利說明】機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種具有點焊和螺柱焊兩種功能的機器人焊接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前汽車白車身的焊接主要采用焊接機器人進行，焊接機器人是從事焊接(包括切割與噴涂)的工業(yè)機器人。根據(jù)國際標準化組織(ISO)工業(yè)機器人術(shù)語標準焊接機器人的定義，工業(yè)機器人是一種多用途的、可重復編程的自動控制操作機(Manipulator)，具有三個或更多可編程的軸，用于工業(yè)自動化領(lǐng)域。為了適應(yīng)不同的用途，焊接機器人機械手的最后一個軸的機械接口，通常是一個連接法蘭，可接裝不同工具或稱末端執(zhí)行器。焊接機器人就是在工業(yè)機器人的末軸法蘭裝接焊鉗或焊(割)槍的，使之能進行焊接，切割或熱噴涂。
[0003]傳統(tǒng)的自動化焊接機器人通常在機械手的連接法蘭上只設(shè)置單個焊槍，通過單個焊槍進行單一的焊接操作，如最常見的點焊焊接機器人。點焊焊接機器人在汽車白車身焊接工藝中得到了非常廣泛的應(yīng)用，然而隨著技術(shù)的進步以及對汽車質(zhì)量要求的不斷提高，目前汽車白車身上螺柱設(shè)計數(shù)量增加，這樣就需要進行大量的螺柱焊接。傳統(tǒng)白車身焊接工藝中，螺柱焊多依靠人工進行操作，操作人員的勞動強度大，工作效率低。隨著白車身上要求螺柱焊的數(shù)量越來越多，采用人工焊接的方式很難滿足生產(chǎn)。但如果增設(shè)專門的螺柱焊焊接機器人不但會增加企業(yè)的成本，而且增加設(shè)備往往會受到生產(chǎn)現(xiàn)場空間的限制，有時甚至需要對生產(chǎn)線現(xiàn)場重新進行改造，操作起來特別的繁瑣，因此這種方式并不適用對現(xiàn)有生產(chǎn)線進行改造。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中現(xiàn)有白車身焊接現(xiàn)場不能進行螺柱焊自動焊接的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人，用來控制焊接機器人驅(qū)動的機器人控制器，用來檢測焊接機器人焊接狀態(tài)的傳感器，所述焊接機器人上設(shè)有機械手，所述機械手通過一連接法蘭分別與一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍連接，所述一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍與PLC控制器連接。
[0006]優(yōu)選地，所述連接法蘭位于所述機械手的末端。
[0007]優(yōu)選地，該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)還包括用于給所述氣動螺柱焊槍輸送螺柱的自動送釘機構(gòu)，所述自動送釘機構(gòu)的自動送釘管位于所述焊接機器人的上方。
[0008]優(yōu)選地，所述氣動螺柱焊槍通過一下法蘭盤與所述連接法蘭連接，所述氣動螺柱焊槍的伸縮方向與所述下法蘭盤盤面方向垂直。
[0009]優(yōu)選地，所述氣動螺柱焊槍上設(shè)有用于檢測工件的探針。
[0010]優(yōu)選地，所述氣動螺柱焊槍上設(shè)有用于記錄焊接次數(shù)的計數(shù)器。[0011]如上所述，本發(fā)明的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)具有以下有益效果:該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)在焊接機器人的機械手上同時設(shè)置有一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍兩種焊槍，這樣在進行焊接操作時就可同時對白車身同時進行點焊和螺柱焊兩種焊接操作，從而可有效提高車身的焊接質(zhì)量、降低焊接人員的勞動強度、提高工作效率，實現(xiàn)白車身焊接自動化，同時可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明實施例焊接機器人的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明實施例連接法蘭與一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍連接示意圖。
[0014]元件標號說明
[0015]I焊接機器人本體
[0016]2機械手
[0017]3連接法蘭
[0018]4第一連接板
[0019]5—體式氣動點焊槍
[0020]6第二連接板
[0021]7氣動螺柱焊槍
【具體實施方式】
[0022]以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。
[0023]請參閱圖1、2。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。
[0024]如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)包括焊接機器人，作為本發(fā)明一個實施例，該焊接機器人可選用ES200D的Motoman機器人。該焊接機器人包括機器人本體部分和和機器人系統(tǒng)兩部分，機器人本體部分包括焊接機器人本體1、可控制和動力電纜、模擬量控制基板、標準點焊鉗電纜(機器人腕部焊鉗電纜)、氣動點焊鉗及其對應(yīng)的水電氣接口、焊鉗控制電纜、焊接動力電纜。機器人系統(tǒng)部分包括點焊機器人用降壓變壓器、伺服比例閥、電極修磨器、點焊控制器、過濾減壓組合、水流量開關(guān)、用來控制焊接機器人驅(qū)動的機器人控制器，用來檢測焊接機器人焊接狀態(tài)的傳感器等部件。
[0025]焊接機器人本體I上設(shè)有機械手2，機械手2上設(shè)有一連接法蘭3，連接法蘭3 —般設(shè)置在機械手的末端，如對于六軸機械手而言，該連接法蘭即為該機械手的T軸法蘭。機械手2通過連接法蘭3與一體式氣動點焊槍5、氣動螺柱焊槍7連接。為了方便連接一體式氣動點焊槍5通過第一連接板4與連接法蘭3，同時可在連接法蘭3上設(shè)置一下法蘭盤，氣動螺柱焊槍7通過第二連接板6與下法蘭盤連接。氣動螺柱焊槍7的汽缸的伸縮方向應(yīng)與該下法蘭盤盤面方向垂直(90度)，這樣可以保證焊接機器人在運行過程完成工藝的要求，同時保證一體式氣動點焊槍5和氣動螺柱焊槍7在運行過程中的可達性和可焊性。一體式氣動點焊槍5、氣動螺柱焊槍7均與PLC控制器連接，PLC控制器控制一體式氣動點焊槍5、氣動螺柱焊槍7動作。
[0026]該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)還包括用于給氣動螺柱焊槍輸送螺柱的自動送釘機構(gòu)，為了不影響焊接機器人的軸向運動，該送釘機構(gòu)自動送釘管應(yīng)懸掛在焊接機器人本體I的上方，同時該氣動螺柱焊槍7的汽缸氣源管、信號線、電源線也應(yīng)懸掛在焊接機器人本體I的上方。自動送釘管可給氣動螺柱焊槍7自動填充螺柱，并且通過檢測信號來判定螺柱是否送釘?shù)轿弧?br> [0027]氣動螺柱焊槍7上設(shè)有用于檢測工件的探針，根據(jù)探針的反饋信號來檢測螺柱焊槍是否已經(jīng)接觸板材表面，利用汽缸外帶磁環(huán)的感應(yīng)開關(guān)來檢測汽缸的行程，通過電氣設(shè)備保證螺柱焊時候的螺柱焊參數(shù)的電流恒定，使焊接電壓/焊接時間/提升高度/溶深/焊接能量在監(jiān)控要求下的規(guī)定值范圍內(nèi)，如果超出規(guī)定值將會進行報警(但是不影響正常焊接)，并且會有記錄，以便于數(shù)據(jù)采集核對，這樣保證了螺柱焊質(zhì)量的穩(wěn)定性。該氣動螺柱焊槍7上還設(shè)有用于記錄焊接次數(shù)的計數(shù)器，同時在焊接時可將螺柱焊機焊接完成信號反饋給PLC控制器，這樣就可從兩個方面避免螺柱焊漏焊少焊的問題。
[0028]上述一體式氣動點焊槍5進行一次點焊的工藝步驟如下:等待外部焊接通斷輸入信號，通過點焊控制器輸出焊接開啟信號，點焊槍要進行點焊操作(固定槍側(cè)上的焊接電極和可動槍側(cè)上的焊接電極被汽缸操作以進行閉合)，當檢測到點焊鉗小開到位信號后，開啟點焊槍加壓信號且同時調(diào)用焊接條件進行焊接操作，完成后通過點焊控制器收到焊接完成信號，最后反饋給PLC焊接結(jié)束信號。
[0029]氣動螺柱焊槍I進行一次螺柱焊的工藝步驟如下:先啟動螺柱焊控制器送釘信號，使自動送釘管進行自動送釘?shù)轿唬葜笜尩綄?yīng)的螺柱焊位置后，使其汽缸伸縮方向與板材表面垂直，進行送螺柱焊槍操作使得氣動螺柱焊槍汽缸伸出，接觸到板材表面后焊接啟動并且同時調(diào)用螺柱焊規(guī)范，當螺柱焊過程完成后，螺柱焊槍檢測信號反饋給PLC后輸出焊接關(guān)閉信號，并使螺柱焊槍退回到原位。根據(jù)大量的實踐數(shù)據(jù)，采用這種焊接方式焊接螺柱，焊接質(zhì)量很穩(wěn)定，幾乎沒有虛焊的情況。
[0030]該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)的一體式氣動點焊槍5、氣動螺柱焊槍7與PLC控制器、機器人控制器連接，信號切換通過PLC控制器、機器人控制器對點焊和螺柱焊的信號進行平行切換，并通過設(shè)置相應(yīng)的程序保證相關(guān)點焊和螺柱焊程序正確調(diào)用。
[0031]該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)在焊接機器人的機械手上同時設(shè)置有一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍兩種焊槍，這樣在進行焊接操作時就可同時對白車身同時進行點焊和螺柱焊兩種焊接操作，從而可有效提高車身的焊接質(zhì)量、降低焊接人員的勞動強度、提高工作效率，實現(xiàn)白車身焊接自動化，同時可有效降低企業(yè)生產(chǎn)成本。綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0032]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人，用來控制焊接機器人驅(qū)動的機器人控制器，用來檢測焊接機器人焊接狀態(tài)的傳感器，所述焊接機器人上設(shè)有機械手，其特征在于，所述機械手通過一連接法蘭分別與一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍連接，所述一體式氣動點焊槍、氣動螺柱焊槍與PLC控制器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，其特征在于:所述連接法蘭位于所述機械手的末端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，其特征在于:該機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)還包括用于給所述氣動螺柱焊槍輸送螺柱的自動送釘機構(gòu)，所述自動送釘機構(gòu)的自動送釘管位于所述焊接機器人的上方。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，其特征在于:所述氣動螺柱焊槍通過一下法蘭盤與所述連接法蘭連接，所述氣動螺柱焊槍的伸縮方向與所述下法蘭盤盤面方向垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，其特征在于:所述氣動螺柱焊槍上設(shè)有用于檢測工件的探針。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機器人點焊和螺柱焊焊接系統(tǒng)，其特征在于:所述氣動螺柱焊槍上設(shè)有用于記錄焊接次數(shù)的計數(shù)器。
【文檔編號】B23K37/02GK103659094SQ201210356899
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】朱麟, 倪赟, 王大明 申請人:上海拖拉機內(nèi)燃機有限公司