CN101213046A - 用于焊接工件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于将工件焊接在一起的方法。将要焊接在一起的工件(A、B)由机器人(1、2)保持在一起，机器人(1、2)将工件(A、B)相对彼此放置以通过焊接而相连，并且当进行焊接(9)时，将工件维持在这些位置。测量系统(3、4)测量工件的位置，从而能够在进行焊接(9)之前调整工件的位置。

Description

用于焊接工件的方法
本发明涉及一种将要被彼此连接的工件焊接在一起的方法。此方法例如在汽车工业中应用于很大范围以及应用于其他大规模生产的工业。
在汽车制造业的普通焊接线中，通常布置有多个焊接站。在工作站中通过焊接要被连接在一起的部件被送入或者运送到这些焊接站。这些部件既可以由单片冲压成型的金属板件组成也可以由在加工焊接站中形成的复合件组成。这些已被送入到焊接站的部件通常由操控机器人在焊接站处理，操控机器人将这些部件运送到焊接装置处并将它们放置在这些装置处，在装置中这些部件被彼此连接在一起，随后，通常借助公知的焊接机器人的帮助而焊接在一起。
上述方法的一个缺点是，对于每个要制造的新部件必须制作出一个新的焊接装置(fitting)。这不仅导致了由于生产实际焊接装置的成本，而且导致了在更换焊接装置期间的生产停顿，还导致引入新的车型需要更多时间的这样的事实。后一个效果的主要原因是由于；一旦引入一种新的车型，则必须生产和安装大量的焊接装置。
使用至今的该方法的第二个缺点是，在处理部件期间，当部件被固定到焊接装置时定位误差导致部件中的应力存留。此情形甚至在设置有将部件导入到装置的自动导向装置时还会发生，结果连同其他结果，误差不仅出现在产品中，而且出现在实际焊接装置。而后，其导致在焊接一起时与固有应力相关的结构，并且其可能会导致焊接结构的变形。所以，为了保持对此工艺的控制，至少在某些焊接操作以后，有必要对焊接结构进行测量。此自然会在设备制造方面花费资金，在设备编程和再编程方面花费时间。
为了避免上述问题，因此本发明提供一种新的方法，在该方法中将要焊接在一起的工件由机器人保持在一起，机器人将工件相对彼此放置在一起以通过焊接而相连，其中，当进行焊接时，机器人将工件维持在这些位置，且其中，测量系统测量这些工件的位置，从而能够在进行焊接之前调整工件的位置。
通过采用本发明的这种方法可以避免对焊接装置以及与此相关测量设备的需要。还可以在将要由相同的操作设备和相同的焊接设备焊接在一起的不同产品之间进行快速的重新安置。
本发明将以示出在附图中的非局限性实施例的形式更具体地描述如下，
图1示出了根据本发明方法操作的焊接站的功能框图。
因此本发明借助附图描述了用于将部件A和B连接在一起-焊接在一起-的方法。该两个部件可以以已知的方式向焊接站运送，然后它们各自被机器人1、2夹住。该两个机器人每一个都与测量系统3、4相连，测量系统通过相应的机器人1、2安排对工件A、B的处理，并以此方式安排这两个工件A、B的位置。测量系统3、4与控制单元5相连，控制单元5继而与两个机器人1、2相连，从而按照从测量系统3、4接收的测量数据的指定来调整机器人1、2的设置，从而达到所期望的机器人相对位置。
测量系统3、4连续地监控机器人1、2的运动，所以也监控工件A、B的位置。当确定这两个工件A、B的位置是正确位置6、7时，机器人1、2的设置被锁定，从而机器人1、2以及工件A、B的运动不再发生。然后焊接机器人9的控制设备8被激活，从而当工件A、B被机器人1、2保持在一起并且处于正确位置时，机器人可以将工件A、B焊接在一起。
当工件A、B达到正确焊接位置6、7时，控制设备8从测量系统3、4接收测量数据，然后控制设备8为焊接机器人9计算焊接路径。当焊接已经完成并且焊接机器人9已经完成其任务时，机器人1、2将该焊接过的工件A、B送至后续的工作站10，该工作站可以是进一步焊接站或者其可以是组装站。
还可以如此安排：在焊接操作期间，保持工件A、B的机器人1、2移动工件A、B，以便于焊接机器人9的操作，故而测量系统3、4通过相关于工件A、B当前位置的焊接位置的传感器6、7连续地向控制设备8发送信息，从而在工件A、B当前定位的位置，焊接机器人9可以执行焊接。
还可以如此安排：焊接发生在固定的焊接站，并且，机器人1、2如上所述地以下述方式相对于固定焊接站保持及移动工件A、B：所有要焊接的点或者要焊接的线都由机器人1、2运送到固定焊接站。
上面已经描述了每个机器人1、2如何与专用(dedicated)的测量系统3、4相连接。然而，还可以这样安排：为该两个机器人设置一个共同的测量系统。重要的是：该测量系统能够确定将要通过焊接被连接在一起的两个工件A、B的位置和方向。
两个工件A、B的位置和方向总是可以通过与机器人1、2相连的测量系统3、4来确定，并且，如果任何偏离于期望值的偏差出现，通过控制单元5产生反馈，从而机器人1、2可以在这种情况下调整该值，从而将要被焊接在一起的工件A、B被放置在正确的相对位置，进而使该位置正确以使焊接机器人9可以进行焊接操作。
在更加复杂的系统中，如果，要被焊接在一起的部件在先被充分地测量，并且位置调整和焊接线或焊接点的调整可以最初在CAD系统中进行，并且可以计算随后要被发送到焊接站的公称位置和方向，从而不仅可以控制操作机器人还可以控制焊接机器人，则要被焊接在一起的部件可以在CAD系统被动态地优化。
还具有如下的可能性：为了得到更好的焊接工艺控制，动态地测量焊接机器人9的焊接工具的位置。其在这两种情况下都可以进行。如果需要，该焊接机器人9还可设置有附接设备，以在焊接工艺期间附着或者保持这些工件。
通过采用根据本发明的方法，可以保证工件A、B以及由这些工件的连接而形成的部件会具有所期望的公称形式，并且，在焊接过程中，由于动态地进行测量故而后继控制测量的需求减小。
可以使用多种技术进行工件A、B的实际测量。其中一种这样的技术实行激光三角方法，其测量预先确定的工件上某些点。由此原因，工件可以设有附着在所期望的测量点上的反光带。每个带的位置可以通过采用光源和二维探测器来确定，而工件的位置和方向可以通过采用至少三个这样的点来确定。
非接触式和与工件进行接触的其他方法都可以用来测量工件的当前位置。

Claims (6)

1.一种用于将工件焊接在一起的方法，其特征在于，将要焊接在一起的工件(A、B)由机器人(1、2)保持，所述机器人(1、2)将工件(A、B)相对彼此放置在一起以通过焊接相连，其中当进行焊接(9)时，所述机器人将工件维持在这些位置，并且测量系统(3、4)测量工件的位置，从而能够在进行焊接(9)之前调整工件的位置。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述测量系统(3、4)在进行焊接(9)时连续测量工件的位置。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，该焊接是在固定焊接站(9)进行，并且所述机器人(1、2)在进行焊接时移动所述工件。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该焊接是由焊接机器人(9)执行，并且当进行焊接时还对焊接工艺的焊接点位置进行测量。
5.根据前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，每个机器人(1、2)与专用的测量系统(3、4)相连。
6.根据权利要求1-4任何一项的方法，其特征在于，所述机器人(1、2)与共同测量系统相连。
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