車體機器人自動焊接系統的製作方法

2023-08-22 08:46:31

車體機器人自動焊接系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種車體機器人自動焊接系統，它涉及機器人點焊自動化【技術領域】。它包括機器人行走機構、電極修模器、機器人控制櫃、機器人、C型伺服焊鉗放置架、C型中頻伺服焊鉗、X型伺服焊鉗放置架、X型中頻伺服焊鉗和網格式圍欄，所述的機器人行走機構包括行走機構底座總成、移動滑臺和支架總成，行走機構底座總成上滑動設置有移動滑臺，移動滑臺的一側安裝有支架總成，移動滑臺上固定安裝有機器人，支架總成上安裝有電極修模器、機器人控制櫃，機器人控制櫃與機器人連接，C型中頻伺服焊鉗和X型中頻伺服焊鉗均通過換槍盤與機器人連接。本發明動作穩定可靠，重複精度高，改善操作工人的勞動條件，提高焊接質量和勞動生產率。
【專利說明】車體機器人自動焊接系統
[0001]

【技術領域】
[0002]本發明涉及的是機器人點焊自動化【技術領域】，具體涉及車體機器人自動焊接系統。

【背景技術】
[0003]隨著點焊工藝在汽車製造業中的應用，點焊已是現在汽車車身及其它部件的主要連接工藝方法，在汽車製造工業中發揮著不可替代的重要作用，點焊的質量問題越來越多地受到關注，在轎車車身製造過程中，焊接接頭質量的好壞，不僅直接決定了車身焊接裝配過程的製造偏差，同時也決定了轎車使用的可靠性和安全性，一般來說，轎車車身大約需要4000-6000個點焊焊點，所以汽車車身點焊的連接質量決定了汽車的整體結構剛度和完整性。
[0004]隨著汽車工業的飛速發展，點焊己經成為汽車白車身裝配的主要連接方法，因而點焊質量與焊接效率對轎車的質量與成本有著重要影響，廣闊的市場需求及嚴格的焊接質量要求對點焊質量控制提出了更高的要求，點焊的質量問題越來越多地受到關注，由於點焊過程的複雜性，點焊質量的在線評估與質量控制一直是點焊【技術領域】中的難題。
[0005]目前車體焊接絕大部分仍是由人工操作完成，存在環境惡劣、勞動強度大、產品質量不穩定等工況，人工在焊接過程中所出現的缺陷會給汽車裝配帶來不利的影響，這些問題如到了總裝流水線上裝配才發現，需要進行補焊、補漏、校正，變形，影響流水線的作業進度，進而影響企業的經濟效益和核心競爭力，因此消除焊接缺陷，對汽車裝配具有重要意義，基於此，設計一種車體機器人自動焊接系統還是很有必要的。


【發明內容】

[0006]針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在於提供一種車體機器人自動焊接系統，結構設計合理，採用焊接機器人進行電焊操作，在焊接過程中自動識別不同車型的各種車體，並按照預定的程序進行點焊，動作穩定可靠，重複精度高，提高焊接質量和勞動生產率，改善操作工人的勞動條件，實現小批量產品的焊接自動化。
[0007]為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現:車體機器人自動焊接系統，包括機器人行走機構、電極修模器、機器人控制櫃、機器人、C型伺服焊鉗放置架、C型中頻伺服焊鉗、X型伺服焊鉗放置架、X型中頻伺服焊鉗和網格式圍欄，機器人行走機構上滑動設置有電極修模器、機器人控制櫃和機器人，所述的機器人行走機構包括行走機構底座總成、移動滑臺和支架總成，行走機構底座總成上滑動設置有移動滑臺，移動滑臺的一側安裝有支架總成，移動滑臺上固定安裝有機器人，支架總成上安裝有電極修模器、機器人控制櫃，機器人控制櫃與機器人連接，機器人行走機構的一側分別設置有C型伺服焊鉗放置架和X型伺服焊鉗放置架，C型伺服焊鉗放置架上放置有C型中頻伺服焊鉗，X型伺服焊鉗放置架上放置有X型中頻伺服焊鉗，C型中頻伺服焊鉗和X型中頻伺服焊鉗均通過換槍盤與機器人連接。
[0008]作為優選，所述的機器人包括機器人本體、機器人抬高座和換槍盤母盤，機器人抬高座通過螺栓固定連接在移動滑臺上，機器人抬高座上方連接有機器人本體，機器人本體的第六軸末端連接有換槍盤母盤，所述的C型中頻伺服焊鉗和X型中頻伺服焊鉗均連接有相同規格的子盤，同一母盤可配多套子盤，機器人與C型中頻伺服焊鉗、X型中頻伺服焊鉗之間的氣路和電路通過換槍盤母盤與子盤之間的快速插銷連接。
[0009]作為優選，所述的機器人行走機構、電極修模器、機器人控制櫃、機器人、C型伺服焊鉗放置架、C型中頻伺服焊鉗、X型伺服焊鉗放置架、X型中頻伺服焊鉗均設置有兩套，且機器人行走機構、電極修模器、機器人控制櫃、機器人、C型伺服焊鉗放置架、C型中頻伺服焊鉗、X型伺服焊鉗放置架、X型中頻伺服焊鉗中心對稱設置在網格式圍欄內，網格式圍欄的車體入口處設置有光電開關。
[0010]本發明的有益效果:適應現代汽車產品多樣化生產的需要，提高車身焊裝生產線的自動化程度，焊接機器人動作穩定可靠，重複精度高，具有以下優點:1、提高焊接質量，保證焊接質量穩定；
2、提高勞動生產率，提高點焊合格率；
3、改善操作工人的勞動條件，減輕操作者的勞動強度；
4、產品周期明確，易於控制產品產量；
5、可縮短產品改型換代的周期，減少相應的設備投資；可實現小批量產品的焊接自動化，也可以實現多車型混流共線生產，達到降低生產成本和提高生產效率的目的；
6、自動化可塑性強。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結合附圖和【具體實施方式】來詳細說明本發明；
圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為本發明機器人行走機構的立體機構示意圖；
圖3為本發明機器人行走機構的側視圖；
圖4為本發明機器人的結構示意圖；
圖5為本發明C型中頻伺服焊鉗的結構示意圖；
圖6為本發明X型中頻伺服焊鉗的結構示意圖。
[0012]

【具體實施方式】
[0013]為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0014]參照圖1-6，本【具體實施方式】採用以下技術方案:車體機器人自動焊接系統，包括機器人行走機構1、電極修模器2、機器人控制櫃3、機器人4、C型伺服焊鉗放置架5、C型中頻伺服焊鉗6、X型伺服焊鉗放置架7、X型中頻伺服焊鉗8和網格式圍欄9，機器人行走機構I上滑動設置有電極修模器2、機器人控制櫃3和機器人4，機器人控制櫃3與機器人4連接，機器人行走機構I的一側分別設置有C型伺服焊鉗放置架5和X型伺服焊鉗放置架7，C型伺服焊鉗放置架5上放置有C型中頻伺服焊鉗6，X型伺服焊鉗放置架7上放置有X型中頻伺服焊鉗8，C型中頻伺服焊鉗6和X型中頻伺服焊鉗8均通過換槍盤與機器人4連接。
[0015]值得注意的是，所述的機器人行走機構1、電極修模器2、機器人控制櫃3、機器人
4、C型伺服焊鉗放置架5、C型中頻伺服焊鉗6、X型伺服焊鉗放置架7、X型中頻伺服焊鉗8均設置有兩套，且機器人行走機構1、電極修模器2、機器人控制櫃3、機器人4、C型伺服焊鉗放置架5、C型中頻伺服焊鉗6、X型伺服焊鉗放置架7、X型中頻伺服焊鉗8中心對稱設置在網格式圍欄9內，網格式圍欄9的中部為焊接區域。
[0016]值得注意的是，所述的機器人行走機構I包括行走機構底座總成10、移動滑臺11和支架總成12，行走機構底座總成10上滑動設置有移動滑臺11，移動滑臺11的一側安裝有支架總成12，所述的移動滑臺11上固定安裝有機器人4，支架總成12上安裝有電極修模器2、機器人控制櫃3，電極修模器2通過使用規定工具打磨點焊電極端面，保證電極端面直徑符合焊接工藝要求，保證焊接生產時使用的點焊電極符合焊接工藝標準，防止虛焊現象，保證焊點質量；機器人控制櫃3用以對機器人4下達一系列動作指令。
[0017]值得注意的是，所述的機器人4包括機器人本體13、機器人抬高座14和換槍盤母盤15，機器人抬高座14通過螺栓固定連接在移動滑臺11上，機器人抬高座14上方連接有機器人本體13，機器人本體13的第六軸末端連接有換槍盤母盤15。
[0018]此外，所述的C型中頻伺服焊鉗6和X型中頻伺服焊鉗8均連接有相同規格的子盤16，同一母盤可配多套子盤，機器人4與C型中頻伺服焊鉗6、X型中頻伺服焊鉗8之間的氣路和電路通過換槍盤母盤15與子盤16之間的快速插銷連接。
[0019]本【具體實施方式】實現「蒙派克-S級」的幾種車型的焊接自動化，具備在焊接過程中自動識別不同車型的各種車體，並按照預定的程序進行點焊，當車體進入焊接區域，工裝進行定位，系統識別車型，機器人4按照預定程序進行焊接，由機器人4運動過程中在空間中的角度變換、通過機器人行走機構I實現位置變換，來實現車體不同區域的焊接，焊接完成後，車體移出焊接區域，機器人4達到起始位置等待下一次焊接。
[0020]本【具體實施方式】的目的是這樣實現的:(I)、焊接系統使用機器人行走機構I與機器人4兩者協調，可與機器人4在一定範圍內任意定位、協調，確保在每處焊點處焊鉗與工件均形成最佳焊接姿勢；焊鉗使用小原伺服點焊焊鉗，可靠保證了焊接質量。
[0021](2)、機器人行走機構I與機器人4兩者協調，最大限度擴展了機器人4的工作範圍，機器人行走機構I採用伺服電機加精密減速機驅動，定位準確。
[0022]本【具體實施方式】的主要配置及特點如下:(I)、機器人行走機構1:擴展搬運機器人的工作範圍。
[0023](2)、採用伺服焊鉗:當機器人4運行時，機器人4控制伺服焊鉗作為其輔助軸之一，實現電極加壓軟接觸和電極壓力實時調節，在與焊接電流最佳配合後，消除飛濺，顯著提聞了點焊質量。
[0024]①伺服焊鉗在焊接時電極的運動由伺服電機控制，能夠很好地控制電極運動速率，電極與工件接觸時的衝擊很小，這可提高電極壽命；
②伺服點焊可最大程度上提聞生廣效率； ③伺服點焊的壓力可以達到更大。
[0025](3)、安全圍欄:防護圍欄採用網格式圍欄9，車體出入口有光電開光，維修入口設有防錯裝置。
[0026](4)、換槍盤:機器人4的第六軸可以與C型中頻伺服焊鉗6和X型中頻伺服焊鉗8兩種不同的伺服焊鉗之間連接。
[0027](5)、ABB機器人系統可平均無故障運行80000小時，穩定可靠，結構合理，電機功率小，能耗降低30% ;模塊化結構，維護，檢修方便快捷；動態自動化運動控制技術，令各軸總是以最大加速度運行，運行速度提高25% ;六軸智能防碰撞技術將碰撞力減小到30%，且可快速恢復；採用全彩屏式示教器，操作方便快捷；機器人工作半徑達2550mm，重複定位精度高。
[0028]本【具體實施方式】的工作流程:車體進入焊接區域，工裝達到指定位置後，光電開關檢測工裝是否到位，在感應開關檢測到工件到位後即對PLC發送信號，進而驅動升降裝置上的氣缸，工裝降至指定位置，感應開關檢測到工裝到位後即對PLC發送信號，機器人4接收到信號後，根據接收到的信號信息判斷從而啟動相應的程序進行焊接(每種車體檢測位置不同)。
[0029]焊接過程中，機器人4通過機器人行走機構I到不同區域點焊，系統根據不同焊點的位置，機器人到起始位置抓取C型中頻伺服焊鉗6或X型中頻伺服焊鉗8進行切換，機器人4第六軸末端啟動伺服焊鉗，伺服焊鉗一般根據車體的形狀尺寸定製，通過換槍盤與機器人4連接，機器人第六軸上連接著母盤，伺服焊鉗上連接著子盤，每次更換伺服焊鉗時母盤上的插銷將氣路和電路斷開，同時可迅速的更換另一個帶有子盤的伺服焊鉗。
[0030]機器人4焊接完成後，發出信號給PLC，進而驅動升降裝置上的氣缸，工裝升至指定位置，感應開關檢測到位後即對PLC發送信號，系統接收信號後，由驅動裝置將工裝送至下一工位，車體移出焊接區域，機器人4到起始位置等待下一次焊接操作。
[0031]本【具體實施方式】動作穩定可靠，重複精度高，提高了勞動生產率，保證了焊接質量穩定，改善操作工人的勞動條件，可實現小批量產品的焊接自動化，也可以實現多車型混流共線生產，提高了企業的經濟效益和核心競爭力。
[0032]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，包括機器人行走機構(I)、電極修模器(2)、機器人控制櫃(3)、機器人(4)、C型伺服焊鉗放置架(5)、C型中頻伺服焊鉗(6)、X型伺服焊鉗放置架(7)、X型中頻伺服焊鉗(8)和網格式圍欄(9)，機器人行走機構(I)上滑動設置有電極修模器(2)、機器人控制櫃(3)和機器人(4)，機器人控制櫃(3)與機器人(4)連接，機器人行走機構(I)的一側分別設置有C型伺服焊鉗放置架(5)和X型伺服焊鉗放置架(7)，C型伺服焊鉗放置架(5)上放置有C型中頻伺服焊鉗(6)，X型伺服焊鉗放置架(7)上放置有X型中頻伺服焊鉗(8)，C型中頻伺服焊鉗(6)和X型中頻伺服焊鉗(8)均通過換槍盤與機器人(4)連接。
2.根據權利要求1所述的車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，所述的機器人行走機構(I)、電極修模器(2)、機器人控制櫃(3)、機器人(4)、C型伺服焊鉗放置架(5)、C型中頻伺服焊鉗出)、X型伺服焊鉗放置架(7)、X型中頻伺服焊鉗(8)均設置有兩套，且機器人行走機構(I)、電極修模器(2)、機器人控制櫃(3)、機器人(4)、C型伺服焊鉗放置架(5)、C型中頻伺服焊鉗(6)、X型伺服焊鉗放置架(7)、X型中頻伺服焊鉗(8)中心對稱設置在網格式圍欄(9)內，網格式圍欄(9)的中部為焊接區域，網格式圍欄(9)的車體入口處設置有光電開關。
3.根據權利要求1所述的車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，所述的機器人行走機構(I)包括行走機構底座總成(10)、移動滑臺(11)和支架總成(12)，行走機構底座總成(10)上滑動設置有移動滑臺(11)，移動滑臺(11)的一側安裝有支架總成(12)，所述的移動滑臺(11)上固定安裝有機器人(4)，支架總成(12)上安裝有電極修模器(2)、機器人控制櫃(3)，所述的機器人行走機構(I)採用伺服電機加精密減速機驅動，機器人行走機構(I)與機器人⑷配合，擴展了機器人⑷的工作範圍，可與機器人⑷在一定範圍內任意定位，確保在每處焊點處焊鉗與工件均形成最佳焊接姿勢。
4.根據權利要求1所述的車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，所述的機器人(4)包括機器人本體(13)、機器人抬高座(14)和換槍盤母盤(15)，機器人抬高座(14)通過螺栓固定連接在移動滑臺(11)上，機器人抬高座(14)上方連接有機器人本體(13)，機器人本體(13)的第六軸末端連接有換槍盤母盤(15)。
5.根據權利要求1所述的車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，所述的C型中頻伺服焊鉗(6)和X型中頻伺服焊鉗(8)均連接有相同規格的子盤(16)，同一母盤可配多套子盤，機器人⑷與C型中頻伺服焊鉗(6)、X型中頻伺服焊鉗⑶之間的氣路和電路通過換槍盤母盤(15)與子盤(16)之間的快速插銷連接，伺服焊鉗一般根據車體的形狀尺寸定製，每次更換伺服焊鉗時，母盤上的插銷將氣路和電路斷開，同時可迅速的更換另一個帶有子盤的伺服焊鉗。
6.根據權利要求1所述的車體機器人自動焊接系統，其特徵在於，所述的車體進入焊接區域，工裝達到指定位置後，系統識別車型，光電開關檢測工裝是否到位，到位後即對PLC發送信號，機器人(4)接收到信號後，根據接收到的信號信息判斷從而啟動相應的程序進行焊接；焊接過程中，機器人(4)通過機器人行走機構(I)到不同區域點焊，系統根據不同焊點的位置，機器人到起始位置抓取C型中頻伺服焊鉗(6)或X型中頻伺服焊鉗(8)進行切換；機器人(4)焊接完成後，發出信號給PLC，系統接收信號後，車體移出焊接區域，機器人(4)到起始位置等待下一次焊接操作。
【文檔編號】B23K11/11GK104384695SQ201410559192
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】劉增衛, 謝峰, 黃嘉銘 申請人:上海思爾特機器人科技有限公司