專(zhuān)利名稱(chēng)：一種焊接機(jī)器人及其焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車(chē)制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種焊接機(jī)器人及其焊接方法。
技術(shù)背景
機(jī)器人(Robot)是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。
現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅猛，車(chē)型更新日新月異，產(chǎn)品品質(zhì)不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大。許多過(guò)去由人工完成的制造工藝過(guò)程正逐漸由先進(jìn)的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，由此引發(fā)了對(duì)機(jī)械自動(dòng)化制造工藝設(shè)備及生產(chǎn)線(xiàn)越來(lái)越多的需求。如何使焊接機(jī)器人完全取代人工，同時(shí)又能夠很好地保證焊接質(zhì)量，是當(dāng)前研究的方向之一。
因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種焊接機(jī)器人及其焊接方法，旨在解決現(xiàn)有的汽車(chē)焊裝過(guò)程中，采用人工進(jìn)行焊接，從而使得生產(chǎn)效率低下的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種焊接機(jī)器人，設(shè)置在汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)上，其中，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人本體、 焊槍、夾具、機(jī)器人控制裝置及PLC控制裝置。其中，所述機(jī)器人本體連接焊槍、機(jī)器人控制裝置，所述PLC控制裝置連接夾具和機(jī)器人控制裝置。
所述的焊接機(jī)器人，其中，所述機(jī)器人控制裝置和所述機(jī)器人本體通過(guò)電機(jī)供電電纜及編碼器線(xiàn)連接。
所述的焊接機(jī)器人，其中，所述焊槍為伺服焊槍。
所述的焊接機(jī)器人，其中，所述焊接機(jī)器人進(jìn)一步包括 初始化模塊，用于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行初始化；零點(diǎn)確認(rèn)模塊，用于確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；地址分配模塊，用于設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；機(jī)器人編程模塊，用于設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定I/O信號(hào)與外界的交互程序； 通訊模塊，用于與PLC控制裝置交互信號(hào)，指揮PLC控制裝置來(lái)控制所述焊槍進(jìn)行焊接；焊接控制模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接； 所述初始化模塊、零點(diǎn)確認(rèn)模塊、地址分配模塊、機(jī)器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊依次連接。
一種所述的滾邊機(jī)器人的焊接方法，其中，所述方法包括以下步驟 Si、焊接機(jī)器人裝配在汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的焊接工位上；52、焊接機(jī)器人通電后初始化；53、確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；54、設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；55、校正預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際偏差；56、調(diào)試優(yōu)化焊接軌跡，與PLC控制裝置通信，控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接。
有益效果本發(fā)明提供的焊接機(jī)器人及其焊接方法，能夠自動(dòng)完成焊接過(guò)程，并可以由PL等級(jí)控制裝置來(lái)控制焊接速度的快慢。同時(shí)，與傳統(tǒng)的由人工進(jìn)行焊接相比，有效提高焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。


圖1為本發(fā)明的焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明的焊接機(jī)器人的焊接方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種焊接機(jī)器人及其焊接方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明的焊接機(jī)器人的結(jié)構(gòu)框圖。如圖所示，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人本體100、焊槍200、夾具300、機(jī)器人控制裝置400及PLC控制裝置500。其中， 所述機(jī)器人本體100連接焊槍200、機(jī)器人控制裝置400，所述PLC控制裝置500連接夾具 300和機(jī)器人控制裝置400。
具體來(lái)說(shuō)，所述機(jī)器人本體100用于根據(jù)機(jī)器人控制裝置400發(fā)出的指令，來(lái)做出各種動(dòng)作，從而帶動(dòng)與其相連的焊槍200 (在本實(shí)施例中，所述焊槍為伺服焊槍)對(duì)工件進(jìn)行焊接。夾具300用于對(duì)工件進(jìn)行固定，主要包括夾緊和定位，從而配合焊槍200來(lái)進(jìn)行焊接操作。PLC控制裝置通過(guò)采集機(jī)器人控制裝置與PLC控制裝置的交互信號(hào)，從而指揮所述夾具完成夾緊和打開(kāi)動(dòng)作。所述PLC (Programmable Logic Controller)是可編程邏輯控制器。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)， 計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶(hù)的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。
進(jìn)一步地，，所述機(jī)器人控制裝置和所述機(jī)器人本體通過(guò)電機(jī)供電電纜及編碼器線(xiàn)連接，所述PLC控制裝置和所述機(jī)器人控制裝置其相互之間的通信可以通過(guò)Devicenet 連接。Devicenet是90年代中期發(fā)展起來(lái)的一種基于CAN (Controller Area Network)技術(shù)的低成本、高性能的通信網(wǎng)絡(luò)，最初由美國(guó)Rockwell公司開(kāi)發(fā)應(yīng)用。其是一種低成本的通訊總線(xiàn)。它將工業(yè)設(shè)備(如限位開(kāi)關(guān)，光電傳感器，閥組，馬達(dá)啟動(dòng)器，過(guò)程傳感器，條形碼讀取器，變頻驅(qū)動(dòng)器，面板顯示器和操作員接口)連接到網(wǎng)絡(luò)，從而消除了昂貴的硬接線(xiàn)成本。直接互連性改善了設(shè)備間的通訊，并同時(shí)提供了相當(dāng)重要的設(shè)備級(jí)診斷功能，這是通過(guò)硬接線(xiàn)1/0接口很難實(shí)現(xiàn)的。它在提供多供貨商同類(lèi)部件間的可互換性的同時(shí)，減少了配線(xiàn)和安裝工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備的成本和時(shí)間。DeviceNet不僅僅使設(shè)備之間以一根電纜互相連接和通訊，更重要的是它給系統(tǒng)所帶來(lái)的設(shè)備級(jí)的診斷功能。該功能在傳統(tǒng)的I/O上是很難實(shí)現(xiàn)的。
另外，所述焊接機(jī)器人進(jìn)一步包括初始化模塊、零點(diǎn)確認(rèn)模塊、地址分配模塊、機(jī)器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊。所述初始化模塊、零點(diǎn)確認(rèn)模塊、地址分配模塊、 機(jī)器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊依次連接。其中，所述初始化模塊，用于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行初始化(一般在焊接機(jī)器人上電后進(jìn)行)；所述零點(diǎn)確認(rèn)模塊，用于確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；所述地址分配模塊，用于設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；所述機(jī)器人編程模塊用于設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定I/O信號(hào)與外界的交互程序；所述通訊模塊，用于與PLC控制裝置交互信號(hào)，指揮PLC控制裝置來(lái)控制所述焊槍進(jìn)行焊接；所述焊接控制模塊用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接。
下面提供一段相應(yīng)的代碼來(lái)解釋上述功能是如何實(shí)現(xiàn)的應(yīng)當(dāng)理解的是，可以采用其他形式的代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，不限于所述舉例。
MOVJ C00010 BC00010 EC00010 VJ=IOO. 00 PL=3 軸運(yùn)動(dòng)包括 7 軸滑臺(tái)私服焊鉗位置等級(jí)2'WAIT DROPDOUT 0T#(4) ON與所在工位沒(méi)有干涉，工位中的夾具可以自由動(dòng)作 DOUT 0T#(10) ON與其他1機(jī)器人無(wú)干涉其他1機(jī)器人可以自由動(dòng)作 DOUT 0T#(11) ON與其他2機(jī)器人無(wú)干涉其他2機(jī)器人可以自由動(dòng)作 DOUT 0T#(33) ON機(jī)器人請(qǐng)求PLC進(jìn)行一次焊接 WAIT IN#(33)=0N夾具位置等條件，位置正確，可以進(jìn)行一次進(jìn)入焊接 DOUT 0T# (41) OFF 進(jìn)入工位區(qū)域夾具不允許再動(dòng)作 DOUT 0T# (5) OFF與工位區(qū)域干涉，不許再動(dòng)作MOVJ C00011 BC00011 EC00011 VJ=IOO. 00 PL=2 軸運(yùn)動(dòng)包括 7 軸滑臺(tái)私服焊鉗速度100%位置等級(jí)2MOVJ C00012 BC00012 EC00012 VJ=IOO. 00 PL=I MOVJ C00013 BC00013 EC00013 VJ=IOO. 00 PL=IMOVL C00014 BC00014 EC00014 V=400. 0 PL=O直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)包括7軸滑臺(tái)私服焊鉗速度400mm/s位置等級(jí)2 ，DROPDOUT 0T#(34) ON請(qǐng)求2次焊接1次焊接結(jié)束后需要對(duì)應(yīng)的夾具動(dòng)作。
WAIT IN# (37) =ON允許進(jìn)入2次焊接MOVL C00015 BC00015 EC00015 V=166. 7 PL=O 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)包括7軸滑臺(tái)私服焊鉗速度166. 7mm/s位置等級(jí)2MOVJ C00016 BC00016 EC00016 VJ=IOO. 00 PL=2 MOVJ C00017 BC00017 EC00017 VJ=IOO. 00 PL=2 MOVJ C00018 BC00018 EC00018 VJ=IOO. 00 PL=3 DOUT 0T#(33) OFF 2次進(jìn)入夾具區(qū)域，夾具不許再動(dòng)作，WAIT WELDMOVJ C00019 BC00019 EC00019 VJ=IOO. 00 PL=3 MOVJ C00020 BC00020 EC00020 VJ=IOO. 00 PL=2 MOVJ C00021 BC00021 EC00021 VJ=IOO. 00 PL=2 MOVJ C00022 BC00022 EC00022 VJ=IOO. 00 PL=O另外，本發(fā)明還提供了一種上述的焊接機(jī)器人的焊接方法，如圖2所示，所述方法包括以下步驟51、焊接機(jī)器人裝配在汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的焊接工位上；52、焊接機(jī)器人通電后初始化；53、確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；54、設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；55、校正預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際偏差；56、調(diào)試優(yōu)化焊接軌跡，與PLC控制裝置通信，控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接。
綜上所述，本發(fā)明提供的一種焊接機(jī)器人及其焊接方法，其中，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人本體、焊槍、夾具、機(jī)器人控制裝置及PLC控制裝置，所述機(jī)器人本體連接焊槍、 機(jī)器人控制裝置，所述PLC控制裝置連接夾具和機(jī)器人控制裝置。通過(guò)本發(fā)明提供的焊接機(jī)器人及其焊接方法，能夠自動(dòng)完成焊接過(guò)程，并可以由PL控制裝置來(lái)控制焊接速度的快慢。同時(shí)，與傳統(tǒng)的由人工進(jìn)行焊接相比，有效提高焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量， 減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以改進(jìn)或變換，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種焊接機(jī)器人，設(shè)置在汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)上，其特征在于，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人本體、焊槍、夾具、機(jī)器人控制裝置及PLC控制裝置；其中，所述機(jī)器人本體連接焊槍、機(jī)器人控制裝置，所述PLC控制裝置連接夾具和機(jī)器人控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)器人控制裝置和所述機(jī)器人本體通過(guò)電機(jī)供電電纜及編碼器線(xiàn)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接機(jī)器人，其特征在于，所述焊槍為伺服焊槍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接機(jī)器人，其特征在于，所述焊接機(jī)器人進(jìn)一步包括 初始化模塊，用于對(duì)機(jī)器人進(jìn)行初始化；零點(diǎn)確認(rèn)模塊，用于確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；地址分配模塊，用于設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；機(jī)器人編程模塊，用于設(shè)定焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡，設(shè)定I/O信號(hào)與外界的交互程序； 通訊模塊，用于與PLC控制裝置交互信號(hào)，指揮PLC控制裝置來(lái)控制所述焊槍進(jìn)行焊接；焊接控制模塊，用于根據(jù)預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接； 所述初始化模塊、零點(diǎn)確認(rèn)模塊、地址分配模塊、機(jī)器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊依次連接。
5.一種權(quán)利要求1所述的滾邊機(jī)器人的焊接方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟s1、焊接機(jī)器人裝配在汽車(chē)焊裝生產(chǎn)線(xiàn)的焊接工位上；s2、焊接機(jī)器人通電后初始化；s3、確認(rèn)機(jī)器人各軸角度、零點(diǎn)是否準(zhǔn)確；s4、設(shè)置機(jī)器人控制裝置主網(wǎng)絡(luò)地址、機(jī)器人從網(wǎng)絡(luò)地址，并根據(jù)實(shí)際需要定義笛卡爾坐標(biāo)，確定焊槍的坐標(biāo)；s5、校正預(yù)先設(shè)定的焊槍運(yùn)動(dòng)軌跡與實(shí)際偏差；s6、調(diào)試優(yōu)化焊接軌跡，與PLC控制裝置通信，控制焊槍和夾具運(yùn)動(dòng)，完成焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種焊接機(jī)器人及其焊接方法，其中，所述焊接機(jī)器人包括機(jī)器人本體、焊槍、夾具、機(jī)器人控制裝置及PLC控制裝置，所述機(jī)器人本體連接焊槍、機(jī)器人控制裝置，所述PLC控制裝置連接夾具和機(jī)器人控制裝置。通過(guò)本發(fā)明提供的焊接機(jī)器人及其焊接方法，能夠自動(dòng)完成焊接過(guò)程，并可以由PL控制裝置來(lái)控制焊接速度的快慢。同時(shí)，與傳統(tǒng)的由人工進(jìn)行焊接相比，有效提高焊接過(guò)程的自動(dòng)化程度及產(chǎn)品的質(zhì)量，減少操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約了時(shí)間，降低了成本，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)B25J9/16GK102513751SQ201110458649
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉曉波 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春大正博凱汽車(chē)設(shè)備有限公司