[發明專利]一種機器人電阻點焊工藝參數測試及控制方法

有效

• 申請號: 201711423338.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108161198B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 宋獻進;黃晶晶;于偉;劉盛強;康海民;邊超;亓紅;孫國富;刁統武;劉斌;韓衛東;王雙
• 申請（專利權）人: 中國重汽集團濟南動力有限公司
• 主分類號: B23K11/11
• 分類號: B23K11/11;B23K11/25
• 代理公司: 濟南智圓行方專利代理事務所(普通合伙企業) 37231
• 代理人: 王希剛

1.一種機器人電阻點焊工藝參數測試及控制方法，其特征在于，

S1、測量位置轉移驗證：設置測驗用工位，對焊接機器人的焊接位置做相應的位移調整、且對焊接機器人進行焊接設定；

S2、進行空點焊接，并分別測量焊接時的電流參數及壓力參數，記做焊接機器人的編程位置輸出參數；

S3、進行實際測量，利用精確校準的電流測試儀與壓力測試儀分別測量焊接時的電流參數及壓力參數，記做焊接機器人的實際位置輸出參數；

S4、將S2的編程位置輸出參數與S3的實際位置輸出參數進行參數線性化；以S3的實際位置輸出參數為標準，校準焊接機器人電流互感器及比例閥輸出斜率，保證焊接機器人的實際位置輸出參數與機器人通過電流互感器的閉環反饋測量的焊接電流及比例閥輸出的焊接壓力一致；

S5、驗證工藝參數設定值，通過焊接試片測試組件完成焊接試片工藝參數驗證，并根據實驗數據指導工藝設定；

S4中還包括對焊接電流進行校準，具體方法為：

焊接機器人本身電流測量，即電流互感器測量的電流值，具體為變壓器二次側交流電流，該測量的電流值為變壓器二次側測量值；

在下電極增加電流測試儀，在上下電極握桿處直接測量，并將電流測試儀測量值與所述變壓器二次側測量值進行絕對值計算，超過誤差定義機器人輸出，定義信號輸出提示操作者進行電流進行校準；

如果所述電流測試儀測量值為IA -b≤IA≤IA +a,則變壓器二次側測量值如果滿足:(IA -b)/k=IB₁≤IB≤IB₂= (IA +a)/k;則滿足測量一致性要求，否則需要線性化,即需要矯正k值大小；

其中a、b為工藝要求的上下偏差值；k為線性化的斜率；

通過所述電流互感器的線性化，使其達到矯正k值大小的效果；

當焊槍為氣動焊槍時，焊接壓力校準方法為：

F=P?S，其中F為點焊壓力，S為執行氣缸的截面積，P為比例閥輸出側氣壓值，比例閥設定值曲線測量采用窗口比較方式P_1＜P＜P_2； P_1與P_2分別為滿足工藝輸出要求的進氣氣源下限上限壓力值；

根據工藝要求的壓力最大值Fm、最小值Fn的焊接壓力上偏差+b,下偏差-a,及公式F=P?S計算得到兩個極限壓力下的要求比例閥輸出側氣壓值Pmin、Pmax,及比例閥輸出側氣壓值P變化范圍的理論可行域；

需滿足Pmin＞P_1≥0，Pmax＜P_2，才能保證工藝誤差范圍內的所有壓力輸出；

根據公式F=P?S=P?2πR，F焊鉗輸出壓力，P比例閥輸出壓力控制，S主氣缸橫截面積，R主氣缸半徑；

當焊槍為伺服焊槍時，焊接壓力校準方法為：

F=T/L=9549×P/N?L=9549x1.732U?I?cos?/ N?L；

T＜T_limit；

其中F為焊鉗輸出壓力，T為電機輸出扭矩，L為扭矩作用力臂,P為電機功率,N為電機轉速，U為電機電壓，I為電機電流，cos?為功率因數；

其中所述扭矩作用力臂L、電機功率P,電機轉速N，電機電壓U，電機電流I，功率因數cos?均為常數；

通過對輸出焊接壓力的實際測量得到實際輸出的扭矩曲線，通過對扭矩曲線斜率的校準，對電機輸出扭矩T進行調整，進而對焊接壓力校準。

2.根據權利要求1所述的機器人電阻點焊工藝參數測試及控制方法，其特征在于，所述S1中的焊接設定包括焊接參數的設定及焊接軌跡編程。

3.根據權利要求1所述的機器人電阻點焊工藝參數測試及控制方法，其特征在于，對于所述S5的步驟為：

1）通過焊鉗控制器定義試驗參數，通過計算機實現任意焊接參數給定，并通過給定參數借用增加的機器人編程實現焊接，進行試片點焊試驗；

2）此處通過試片的拉力試驗及撕裂試驗可以驗證，通過大量數據統計分析，當前工藝參數設定值如果不是最優設定，可根據實驗數據的統計結果及焊接外觀質量進一步優化焊接工藝參數；

實現實際位置的測量、輸出值,編程位置的測量、輸出值,焊接工藝參數實際測量值和焊接工藝參數設定值的一致性驗證，通過讀取焊接控制器內部機器人實際位置自測量、輸出值直接獲得實際輸出值。