[發(fā)明專利]焊接機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210427359.8
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN103157900A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 塔尼婭·比爾納-祖赫;西蒙·迪特里希
• 申請（專利權(quán)）人: 庫卡羅伯特有限公司
• 主分類號: B23K11/00
• 分類號: B23K11/00;B23K11/24;B23K11/31
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 時永紅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接機器人。

背景技術(shù)

專利文獻DE?3115840A1公開了在電阻焊接中，在焊接期間通過改變參考電阻曲線的電極關(guān)合壓力（Elektrodenandruck），自動匹配兩個焊接電極之間的電阻，并附加地使焊接電極上的電壓與參考電壓曲線相匹配。

專利文獻EP?1508396B1公開了一種焊接機器人，其包括工業(yè)機器人和固定在工業(yè)機器人的機器人臂上的焊鉗。可通過機器人臂運動的焊鉗包括兩個電極臂、使電極臂運動的電動機和用于確定電極臂所施加的關(guān)合壓力的力傳感器。此外，該焊接裝置還包括調(diào)節(jié)裝置，用于根據(jù)實際關(guān)合壓力與額定關(guān)合壓力的偏差產(chǎn)生用于電動機的電機位置的調(diào)節(jié)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種改進的焊接機器人。

本發(fā)明的目的通過一種用于電阻焊接的焊接機器人實現(xiàn)，該焊接機器人具有：焊鉗，其具有夾鉗驅(qū)動器和兩個可借助于夾鉗驅(qū)動器相對按壓的焊接電極，這兩個焊接電極在焊接機器人正常運行時相對于至少兩個要通過電阻焊接進行焊接的物體進行按壓；與焊接電極相連接的焊接電機，用于在電阻焊接期間向焊接電極提供電能；工業(yè)機器人，其具有機器人臂和用于使機器人臂運動的機器人控制裝置，其中，機器人臂具有多個依次設(shè)置的節(jié)肢和與機器人控制裝置相連接的驅(qū)動器，焊鉗固定在機器人臂上，機器人控制裝置與焊接電機和夾鉗驅(qū)動器相連接，并且在機器人控制裝置上運行運算程序，該運算程序控制機器人臂的驅(qū)動器，以使機器人臂運動，并可調(diào)節(jié)地控制夾鉗驅(qū)動器，從而在電阻焊接期間在焊接電極上施加預(yù)先給定的額定焊接電阻，并控制焊接電機，使焊接電機向焊接電極提供規(guī)定的電能。

根據(jù)本發(fā)明的焊接機器人相應(yīng)地具有焊鉗，并通過焊接電機在焊接期間向焊鉗的焊接電極提供電能，如專業(yè)人員在電阻點焊原理中所公知的。焊接電機例如包括焊接變頻器、特別是中頻焊接變頻器、焊接變壓器和焊接整流器，其原理是專業(yè)人員公知的。優(yōu)選將焊接電機設(shè)計為，對焊接電極產(chǎn)生可調(diào)的脈沖電壓，從而使得在電阻焊接期間有預(yù)定的電流流過焊接電極。電阻焊接特別是電阻點焊，但是也可以例如是電阻縫焊。

根據(jù)本發(fā)明的焊接機器人還包括工業(yè)機器人，焊鉗固定在工業(yè)機器人的機器人臂上。根據(jù)本發(fā)明，在工業(yè)機器人的機器人控制裝置上運行運算程序，該運算程序不僅控制、必要時調(diào)節(jié)機器人臂驅(qū)動器的運動，而且還實現(xiàn)對力的調(diào)節(jié)，焊接電極通過該力并借助于夾鉗驅(qū)動器擠壓待焊接的物體。優(yōu)選夾鉗驅(qū)動器是電動夾鉗驅(qū)動器。根據(jù)本發(fā)明，為了實現(xiàn)這種調(diào)節(jié)，將焊接電阻，也就是與在焊接期間通過焊鉗將至少兩個物體擠壓在一起的力相關(guān)的待焊接物體的電阻，作為控制參數(shù)使用。此外，根據(jù)本發(fā)明，這樣執(zhí)行運算程序：使其控制焊接電流發(fā)生器向焊接電極提供所期望的電能。這例如可以這樣實現(xiàn)：將根據(jù)本發(fā)明的焊接機器人設(shè)計為，執(zhí)行在機器人控制裝置上運行的運算程序，使得該運算程序在電阻焊接進程中向焊接電機傳送關(guān)于焊接電極的額定電流的信息，并特別將焊接電機設(shè)計為，產(chǎn)生用于焊接電極的供電電壓，從而使額定電流至少平均地流過焊接電極。

因此將機器人控制裝置或在其上運行的運算程序設(shè)計為，借助于一個單一的控制器，即設(shè)計用于使機器人臂運動的控制器，來實現(xiàn)對焊接過程的全部控制或調(diào)節(jié)。由此，特別是與利用單獨的焊接控制器控制或調(diào)節(jié)焊鉗相比，可以更好地實現(xiàn)機器人臂、焊接電流發(fā)生器和焊鉗運動的同步。此外，不是將在焊接過程中用來使焊接電極相對擠壓的力用作控制參數(shù)，而是使用焊接電阻作為調(diào)節(jié)焊鉗的控制參數(shù)。由此將不再需要相對昂貴的力測量裝置或應(yīng)變測量裝置來確定當前施加在焊鉗上的力。相反，例如可以通過相對簡單的方式借助于焊接電流發(fā)生器確定當前的焊接電阻，因為根據(jù)當前流過焊接電極的電流和施加在焊接電極上的電壓可以得到當前的焊接電阻。

根據(jù)本發(fā)明的焊接機器人的一種優(yōu)選的實施方式，在機器人控制裝置上運行的運算程序包括至焊接電機的第一雙向接口，用以與焊接電機實現(xiàn)雙向通信。特別將第一雙向接口設(shè)計為，能夠?qū)崿F(xiàn)實時通信，優(yōu)選為硬實時（harterEchtzeit）通信。由此使機器人控制裝置或運算程序能夠獲得關(guān)于當前焊接電阻的信息。由此使機器人控制裝置或運算程序能夠控制焊鉗的夾鉗驅(qū)動器，從而實現(xiàn)所期望的控制行為，即以焊接電阻作為控制參數(shù)來調(diào)節(jié)焊鉗。

根據(jù)本發(fā)明的焊接機器人的另一種變形，將在機器人控制裝置上運行的運算程序設(shè)計為，根據(jù)額定焊接電阻的參考曲線可調(diào)節(jié)地控制夾鉗驅(qū)動器。優(yōu)選可以自動生成額定焊接電阻的參考曲線。由此使得機器人控制裝置可以在焊接過程中根據(jù)該參考曲線通過控制夾鉗驅(qū)動器調(diào)節(jié)焊接電阻的時間進程。從而能夠提高焊接質(zhì)量。