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  • 一種焊接機器人及其焊接方法

    發布時間2016-10-25 11:55:39


    技術領域


    本發明涉及汽車制造技術領域,尤其涉及一種焊接機器人及其焊接方法。

     

    背景技術


    機器人(Robot)是自動執行工作的機器裝置。它既可以接受人類指揮,又可以運行預先編排的程序,也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。它的任務是協助或取代人類工作的工作,例如生產業、建筑業,或是危險的工作。

    現代汽車工業發展迅猛,車型更新日新月異,產品品質不斷提高,生產規模越來越大。許多過去由人工完成的制造工藝過程正逐漸由先進的機械自動化生產設備來實現,由此引發了對機械自動化制造工藝設備及生產線越來越多的需求。如何使焊接機器人完全取代人工,同時又能夠很好地保證焊接質量,是當前研究的方向之一。

    因此,現有技術還有待于改進和發展。

     

    發明內容


    鑒于上述現有技術的不足,本發明的目的在于提供一種焊接機器人及其焊接方法,旨在解決現有的汽車焊裝過程中,采用人工進行焊接,從而使得生產效率低下的問題。

    本發明的技術方案如下:

    一種焊接機器人,設置在汽車焊裝生產線上,其中,所述焊接機器人包括:機器人本體、焊槍、夾具、機器人控制裝置及PLC控制裝置。其中,所述機器人本體連接焊槍、機器人控制裝置,所述PLC控制裝置連接夾具和機器人控制裝置。

    所述的焊接機器人,其中,所述機器人控制裝置和所述機器人本體通過電機供電電纜及編碼器線連接。

    所述的焊接機器人,其中,所述焊槍為伺服焊槍。

    所述的焊接機器人,其中,所述焊接機器人進一步包括:

    初始化模塊,用于對機器人進行初始化;

    零點確認模塊,用于確認機器人各軸角度、零點是否準確;

    地址分配模塊,用于設置機器人控制裝置主網絡地址、機器人從網絡地址,并根據實際需要定義笛卡爾坐標,確定焊槍的坐標;

    機器人編程模塊,用于設定焊槍運動軌跡,設定I/O信號與外界的交互程序;

    通訊模塊,用于與PLC控制裝置交互信號,指揮PLC控制裝置來控制所述焊槍進行焊接;

    焊接控制模塊,用于根據預先設定的焊槍運動軌跡控制焊槍和夾具運動,完成焊接;

    所述初始化模塊、零點確認模塊、地址分配模塊、機器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊依次連接。


    一種所述的滾邊機器人的焊接方法,其中,所述方法包括以下步驟:

    S1、焊接機器人裝配在汽車焊裝生產線的焊接工位上;

    S2、焊接機器人通電后初始化;

    S3、確認機器人各軸角度、零點是否準確;

    S4、設置機器人控制裝置主網絡地址、機器人從網絡地址,并根據實際需要定義笛卡爾坐標,確定焊槍的坐標;

    S5、校正預先設定的焊槍運動軌跡與實際偏差;

    S6、調試優化焊接軌跡,與 PLC控制裝置通信,控制焊槍和夾具運動,完成焊接。

    有益效果:本發明提供的焊接機器人及其焊接方法,能夠自動完成焊接過程,并可以由PL等級控制裝置來控制焊接速度的快慢。同時,與傳統的由人工進行焊接相比,有效提高焊接過程的自動化程度及產品的質量,減少操作者的勞動強度,節約了時間,降低了成本,具有很強的市場競爭力。

     

    附圖說明


    圖1為本發明的焊接機器人的結構框圖。

    圖2為本發明的焊接機器人的焊接方法的流程圖。

     

    具體實施方式


    本發明提供一種焊接機器人及其焊接方法,為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確,以下對本發明進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明。

    請參閱圖1,其為本發明的焊接機器人的結構框圖。如圖所示,所述焊接機器人包括:機器人本體100、焊槍200、夾具300、機器人控制裝置400及PLC控制裝置500。其中,所述機器人本體100連接焊槍200、機器人控制裝置400,所述PLC控制裝置500連接夾具300和機器人控制裝置400。

    具體來說,所述機器人本體100用于根據機器人控制裝置400發出的指令,來做出各種動作,從而帶動與其相連的焊槍200(在本實施例中,所述焊槍為伺服焊槍)對工件進行焊接。夾具300用于對工件進行固定,主要包括夾緊和定位,從而配合焊槍200來進行焊接操作。PLC控制裝置通過采集機器人控制裝置與PLC控制裝置的交互信號,從而指揮所述夾具完成夾緊和打開動作。所述PLC(Programmable Logic Controller)是可編程邏輯控制器。它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。

    進一步地,所述機器人控制裝置和所述機器人本體通過電機供電電纜及編碼器線連接,所述PLC控制裝置和所述機器人控制裝置其相互之間的通信可以通過Devicenet連接。Devicenet是90年代中期發展起來的一種基于CAN(Controller Area Network)技術的低成本、高性能的通信網絡,最初由美國Rockwell公司開發應用。其是一種低成本的通訊總線。它將工業設備(如:限位開關,光電傳感器,閥組,馬達啟動器,過程傳感器,條形碼讀取器,變頻驅動器,面板顯示器和操作員接口)連接到網絡,從而消除了昂貴的硬接線成本。直接互連性改善了設備間的通訊,并同時提供了相當重要的設備級診斷功能,這是通過硬接線I/O接口很難實現的。它在提供多供貨商同類部件間的可互換性的同時,減少了配線和安裝工業自動化設備的成本和時間。DeviceNet不僅僅使設備之間以一根電纜互相連接和通訊,更重要的是它給系統所帶來的設備級的診斷功能。該功能在傳統的I/O上是很難實現的。

    另外,所述焊接機器人進一步包括:初始化模塊、零點確認模塊、地址分配模塊、機器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊。所述初始化模塊、零點確認模塊、地址分配模塊、機器人編程模塊、通訊模塊和焊接控制模塊依次連接。其中,所述初始化模塊,用于對機器人進行初始化(一般在焊接機器人上電后進行);所述零點確認模塊,用于確認機器人各軸角度、零點是否準確;所述地址分配模塊,用于設置機器人控制裝置主網絡地址、機器人從網絡地址,并根據實際需要定義笛卡爾坐標,確定焊槍的坐標;所述機器人編程模塊用于設定焊槍運動軌跡,設定I/O信號與外界的交互程序;所述通訊模塊,用于與PLC控制裝置交互信號,指揮PLC控制裝置來控制所述焊槍進行焊接;所述焊接控制模塊用于根據預先設定的焊槍運動軌跡控制焊槍和夾具運動,完成焊接。

    下面提供一段相應的代碼來解釋上述功能是如何實現的:應當理解的是,可以采用其他形式的代碼來實現,不限于所述舉例。

    MOVJ C00010 BC00010 EC00010 VJ=100.00 PL=3 軸運動 包括7軸滑臺 私服焊鉗位置等級 2

    'WAIT DROP

    DOUT OT#(4) ON  與所在工位沒有干涉,工位中的 夾具可以自由動作

    DOUT OT#(10) ON 與其他1機器人無干涉 其他1機器人可以自由動作

    DOUT OT#(11) ON  與其他2機器人無干涉 其他2機器人可以自由動作

    DOUT OT#(33) ON  機器人請求 PLC 進行一次焊接

    WAIT IN#(33)=ON  夾具位置等條件,位置正確,可以進行一次進入焊接

    DOUT OT#(41) OFF  進入工位區域 夾具不允許再動作

    DOUT OT#(5) OFF  與工位區域干涉,不許再動作

    MOVJ C00011 BC00011 EC00011 VJ=100.00 PL=2  軸運動 包括7軸滑臺 私服焊鉗 速度100% 位置等級 2

    MOVJ C00012 BC00012 EC00012 VJ=100.00 PL=1

    MOVJ C00013 BC00013 EC00013 VJ=100.00 PL=1

    MOVL C00014 BC00014 EC00014 V=400.0 PL=0 直線運動 包括7軸滑臺 私服焊鉗 速度400mm/s 位置等級 2

     'DROP

    DOUT OT#(34) ON  請求2次焊接 1次焊接結束后 需要對應的夾具動作。

    WAIT IN#(37)=ON 允許進入 2次焊接

    MOVL C00015 BC00015 EC00015 V=166.7 PL=0  直線運動 包括7軸滑臺 私服焊鉗 速度166.7mm/s 位置等級 2

    MOVJ C00016 BC00016 EC00016 VJ=100.00 PL=2

    MOVJ C00017 BC00017 EC00017 VJ=100.00 PL=2

    MOVJ C00018 BC00018 EC00018 VJ=100.00 PL=3

    DOUT OT#(33) OFF  2次進入 夾具區域,夾具不許再動作

    'WAIT WELD

    MOVJ C00019 BC00019 EC00019 VJ=100.00 PL=3

    MOVJ C00020 BC00020 EC00020 VJ=100.00 PL=2

    MOVJ C00021 BC00021 EC00021 VJ=100.00 PL=2

    MOVJ C00022 BC00022 EC00022 VJ=100.00 PL=0

    另外,本發明還提供了一種上述的焊接機器人的焊接方法,如圖2所示,所述方法包括以下步驟:

    S1、焊接機器人裝配在汽車焊裝生產線的焊接工位上;

    S2、焊接機器人通電后初始化;

    S3、確認機器人各軸角度、零點是否準確;

    S4、設置機器人控制裝置主網絡地址、機器人從網絡地址,并根據實際需要定義笛卡爾坐標,確定焊槍的坐標;

    S5、校正預先設定的焊槍運動軌跡與實際偏差;

    S6、調試優化焊接軌跡,與 PLC控制裝置通信,控制焊槍和夾具運動,完成焊接。

    綜上所述,本發明提供的一種焊接機器人及其焊接方法,其中,所述焊接機器人包括:機器人本體、焊槍、夾具、機器人控制裝置及PLC控制裝置,所述機器人本體連接焊槍、機器人控制裝置,所述PLC控制裝置連接夾具和機器人控制裝置。通過本發明提供的焊接機器人及其焊接方法,能夠自動完成焊接過程,并可以由PL控制裝置來控制焊接速度的快慢。同時,與傳統的由人工進行焊接相比,有效提高焊接過程的自動化程度及產品的質量,減少操作者的勞動強度,節約了時間,降低了成本,具有很強的市場競爭力。

    應當理解的是,本發明的應用不限于上述的舉例,對本領域普通技術人員來說,可以根據上述說明加以改進或變換,所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。




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