CN105855783B - 一种气动滑台及其控制方法、润滑方法和机器人点焊系统 - Google Patents
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Abstract
一种气动滑台及其控制方法、润滑方法和机器人点焊系统，该气动滑台包括滑台本体、底座、直线导轨、气缸和气缸缓冲气路，所述直线导轨设于底座的两侧，气缸设于底座上，通过活塞带动滑台本体沿直线导轨作直线式的往复运动；所述气缸缓冲气路用于控制滑台本体作加减速运动。本发明还包括一种气动滑台的控制方法、润滑方法和机器人点焊系统。本发明能够大大降低滑台本体的冲击力，提高滑台本体的使用寿命，且工作效率高，省时省力，拆装方便，节约生产场地。
Description
技术领域
本发明涉及机器人焊接技术领域，特别是一种气动滑台及其控制方法、润滑方法和机器人点焊系统。
背景技术
现有技术中对汽车各部件总成的焊接均采用人工点焊方式，即人工拿着笨重的焊钳，对着工件上的焊点进行点焊，容易出现点焊位置不一致，质量不稳定，漏焊、焊偏等缺点，于是出现了机器人点焊系统。然而现有的机器人点焊系统大多是固定式的布局，需要两个以上的操作人员进行操作，费时费力，大大降低工作效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种省时省力，运动顺畅，定位快速，使用寿命高的气动滑台及其控制方法、润滑方法和机器人点焊系统，能够大大提高工作效率，缩短工作时间。
本发明的技术方案是：
本发明之一种气动滑台，包括滑台本体、底座、直线导轨、气缸和气缸缓冲气路，所述直线导轨设于底座的两侧，气缸设于底座上，通过活塞带动滑台本体沿直线导轨作直线式的往复运动；所述气缸缓冲气路用于控制滑台本体作加减速运动，包括第一电磁阀、第二电磁阀、三位五通电磁阀、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀和第四节流阀，并由三条气路组成；第一条气路为：所述气缸与第一节流阀和第二节流阀连接，第一节流阀和第二节流阀分别通过气管与三位五通电磁阀的第一通道和第二通道分别连接；所述第二条气路为：三位五通电磁阀的第一通道还通过管路依次与第一节流阀、气缸、第三节流阀和第一电磁阀连接；所述第三条气路为：三位五通电磁阀的第二通道通过管路依次与第二节流阀、气缸、第四节流阀和第二电磁阀连接。
进一步，所述第一电磁阀和第二电磁阀均为二位二通电磁阀。
进一步，所述滑台本体有两个，每个滑台本体包括支座和设于支座上的接头，两个滑台本体之间通过接头进行夹具的拆装；或者所述接头上设有定位销。
进一步，所述底座的两端安装有液压缓冲器。
进一步，所述直线导轨的内侧设有油嘴，油嘴通过注油管路延伸至底座的外侧。
本发明之一种根据前述气动滑台的控制方法，包括滑台本体从起始位置向目标位置运动和从目标位置向起始位置运动两种工作方式；
所述滑台本体从起始位置向目标位置运动的方式包括以下步骤：
A：对第一电磁阀和三位五通电磁阀的第一通道通电，使得气缸缓冲气路的第一条气路与第二条气路导通，气缸的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体作加速运动；
B：断开第一电磁阀，只有气缸缓冲气路的第一条气路导通，气缸的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体作减速运动；
C：待滑台本体滑至目标位置后断开三位五通电磁阀，气缸停止动作；
所述滑台本体从目标位置向起始位置运动的方式包括以下步骤：
A’：对第二电磁阀和三位五通电磁阀的第二通道通电，使得气缸缓冲气路的第一条气路与第三条气路导通，气缸的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体作加速运动；
B’：断开第二电磁阀，只有气缸缓冲气路的第一条气路导通，气缸的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体作减速运动；
C’：待滑台本体滑至起始位置后断开三位五通电磁阀，气缸停止动作。
进一步，所述滑台本体末端缓冲总能量E由以下公式获得：
E1=m×V²/2
E=E1+E2
式中，V为滑台本体的末端速度，m为滑台本体的质量，E1为滑台本体的惯性能量，E2为滑台本体的其余附加能量。
进一步，所述滑台本体作加速运动时的最大速度为0.3~0.5m/s,加速阶段的时间为2~4s,减速阶段的时间为2~4s。
本发明之一种根据前述气动滑台的润滑方法，其特征在于，待滑台本体往复运动五次后通过注油管路经油嘴向直线导轨内滴2~5滴油。
本发明之一种机器人点焊系统，包括两套工作站、点焊机器人和系统控制柜，每套工作站上设有点焊夹具、点焊夹具设置在前述的气动滑台上，点焊夹具可在气动滑台的带动下进行滑动；所述点焊机器人设于两套工作站之间，整个系统由系统控制柜进行控制操作。
进一步，所述两套工作站与点焊机器人之间呈H型分布。
本发明的有益效果：
（1）能够提高生产效率，节约点焊机器人的等待时间；
（2）操作人员不需要大范围的移动，大大降低劳动强度，同时提高效率；
（3）H型布局结构紧凑，节约生产场地；
（4）减少操作人员，降低人工成本；本系统只需一个人操作，现有技术大多需要两个人；
（5）大大降低滑台本体的冲击力，提高滑台本体的使用寿命；
（6）气缸控制启动滑台往复运动时间短，节省工作时间；
（7）能够保证滑台本体一直顺畅地运动，既不会造成气源的浪费，大大节约成本，又提高了工作效率；
（8）滑台本体上的接头能够快速定位夹具，且拆装方便。
附图说明
图1为本发明实施例气动滑台的结构示意图；
图2为图1所示实施例I部的结构放大示意图；
图3为本发明实施例气缸缓冲气路中三位五通电磁阀的第一通道导通的示意框图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1~图3所示：一种气动滑台，包括滑台本体1、底座2、直线导轨3、气缸4和气缸缓冲气路5，所述直线导轨3设于底座2的两侧，气缸4设于底座2上，通过活塞带动滑台本体1沿直线导轨3作直线式的往复运动；气缸缓冲气路用于控制滑台本体1作加减速运动，包括第一电磁阀51、第二电磁阀52、三位五通电磁阀53、第一节流阀54、第二节流阀55、第三节流阀56和第四节流阀57，并由三条气路组成；第一条气路为：气缸4与第一节流阀54和第二节流阀55连接，第一节流阀54和第二节流阀55分别通过气管与三位五通电磁阀53的第一通道531和第二通道532分别连接；第二条气路为：三位五通电磁阀53的第一通道531还通过管路依次与第一节流阀54、气缸4、第三节流阀56和第一电磁阀51连接；第三条气路为：三位五通电磁阀53的第二通道532通过管路依次与第二节流阀55、气缸4、第四节流阀57和第二电磁阀52连接。
具体地，第一电磁阀51和第二电磁阀52均为二位二通电磁阀。滑台本体1有两个，每个滑台本体1包括支座11和设于支座11上的接头12，两个滑台本体1之间通过接头12进行夹具6的拆装；接头12上设有定位销；底座2的两端安装有液压缓冲器7。其中，两个滑台本体1之间用于放置夹具6，且两个滑台本体1之间的距离不是固定的，可适用于不同尺寸夹具6，互换性好。滑台本体1上的接头12为柔性接头，接头12上的定位销可对夹具6的上下、左右和前后位置进行限位，且拆装方便，省时省力。液压缓冲器7用于缓冲滑台本体1运动到极限位置所受到的冲击力。
本实施例通过夹具6的长度限定两个滑台本体1之间的距离，通过气缸4上活塞的往复运动带动两个滑台本体1进行滑动，而滑台本体1通过设于支座11底部的滑块，使其能够在直线导轨3上顺畅移动。本实施例的气缸4为无杆气缸，设于底座2的中部，且气缸4到底座2的两端存有一定的距离。如果滑台本体1还未到达目标位置，而其中一个滑台本体1运行到活塞的极限位置时，则另一个滑台本体1一定还处于气缸4的活塞运动路线上，可通过活塞带动该滑台本体1滑动，通过借助于夹具6上的推力将另一个处于活塞极限位置上的滑台本体1沿直线导轨3推至目标位置。夹具6上用于夹装零件8。
本实施例的发明构思为：在滑台本体1运行到末端（末端为滑台本体往复运动的极限位置）时，会受到较大的冲击，从而对滑台本体1造成损伤，大大降低滑台本体1的使用寿命。发明人对滑台本体1造成较大冲击的具体原因分析如下：
本实施例滑台本体1的末端速度V=0.4m/s，滑台本体质量m=1000kg，冲击次数N=1.1次/min ，滑台本体1的惯性能量E1=m×V²/2=1000×0.4²/2=80J；滑台本体1的其余附加能量E2为21J；从而计算得到滑台本体1末端缓冲总能量E=E1+E2=80+21=101J。
通过工程计算滑台本体1末端需要缓冲能量需要101J，而若加入本实施例中的所选用的液压缓冲器7，其吸收能量也仅有70J，小于实际需要，故不能满足实际需求。
因此，本实施例的处理措施是增加了一套气缸缓冲气路5，通过气动控制将气缸动作分为快速阶段、减速阶段两个部分，以降低滑台本体末端的惯性能量E1，使总能量E＜70J。
而气缸缓冲气路5的加入也可以使得液压缓冲器7可有可无。
根据上述的分析，本实施例气动滑台的控制方式，具体包括滑台本体1从起始位置向目标位置运动和从目标位置向起始位置运动两种工作方式；
所述滑台本体1从起始位置向目标位置运动的方式包括以下步骤：
A：对第一电磁阀51和三位五通电磁阀53的第一通道531线圈通电，使得气缸缓冲气路5的第一条气路与第二条气路导通，气源的气体进入气缸内，气缸4的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体1作加速运动；
B：断开第一电磁阀51，只有气缸缓冲气路5的第一条气路导通，气缸4的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体1作减速运动；
C：待滑台本体1滑至目标位置后断开三位五通电磁阀53，气缸4停止动作；
所述滑台本体1从目标位置向起始位置运动的方式包括以下步骤：
A’：对第二电磁阀52和三位五通电磁阀53的第二通道532线圈通电，使得气缸缓冲气路5的第一条气路与第三条气路导通，气缸4的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体1作加速运动；
B’：断开第二电磁阀52，只有气缸缓冲气路5的第一条气路导通，气缸4的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体1作减速运动；
C’：待滑台本体1滑至起始位置后断开三位五通电磁阀53，气缸4停止动作。
本实施例的气缸缓冲气路5适用于大行程气缸的末端缓冲。本实施例中滑台本体1作加速运动时的最大速度为0.4m/s,加速阶段的时间为4s，减速阶段从0.4m/s开始减速至速度为，时间也为4s，这样使得合外力做功为0，使总能量E＜70J，大大降低了滑台本体1的冲击力，提高了滑台本体1的使用寿命。
本实施例的节流阀用于对与其相对应的电磁阀进行流量控制，以满足本实施例的速度和时间所需。
本实施例中，直线导轨3的内侧设有油嘴，油嘴通过注油管路延伸至底座1的外侧。由于现成的直线导轨3的油嘴都是设于其内侧，润滑时极不方便。因此，本实施例为了便于注油，将油嘴通过注油管路引至外侧。另外，由于直线导轨根据厂家给出的说明书，指出每三个月润滑一次即可，但实际操作中，由于工作车间恶劣环境的影响，直线导轨3上会产生大量的灰尘等，导致滑台本体频繁性的卡住、推不动或运动不顺畅。经过发明人的多次实验，得出待滑台本体1往复运动五次后通过注油管路经油嘴向直线导轨3内滴3滴油的效果最佳，这样能够保证滑台本体1一直顺畅地运动，既不会造成气源的浪费，大大节约成本，又提高了工作效率。
本实施例中，还可以将前述的气动滑台应用到机器人点焊系统中。机器人点焊系统包括两套工作站、点焊机器人和系统控制柜，每套工作站上设有点焊夹具、点焊夹具设置在前述的气动滑台上，点焊夹具可在气动滑台的带动下进行滑动；点焊机器人设于两套工作站之间，整个系统由系统控制柜进行控制操作。
本实施例的点焊系统为双工位，即两套工作站分别代表A工位和B工位，前述的气动滑台的起始位置为操作位置，目标位置为焊接位置，操作者先在A工位的操作位置上将零件在点焊夹具上拼装完毕，然后按下系统控制柜上的启动按钮，气动滑台滑进A工位的焊接位置，由点焊机器人焊接A工位零件，操作者此时将零件在B工位操作位置的点焊夹具上进行拼装，完成后按下预约启动按钮，气动滑台滑进B工位的焊接位置，等点焊机器人焊接A工位完成后转到B工位焊接，A工位气动滑台滑出至操作位置，人工卸件装件，然后将焊接完成的工件传到下一道工序，重复以上循环即可。
本实施例述两套工作站与点焊机器人之间呈H型分布，可大大节约场地面积。另外，本实施例的点焊机器人可以为一台，也可以是两台，若采用两台时，能够同时对A工位和B工位上的零件进行焊接，大大提高生产节拍，缩短工作时间。
本实施例具有以下优点：
（1）能够提高生产效率，节约点焊机器人的等待时间；
（2）操作人员不需要大范围的移动，大大降低劳动强度，同时提高效率；
（3）H型布局形式紧凑，节约生产场地；
（4）减少操作人员，降低人工成本；本系统只需一个人操作，现有技术大多需要两个人；
（5）大大降低滑台本体的冲击力，提高滑台本体的使用寿命；
（6）气缸控制启动滑台本体往复运动时间短，节省工作时间；
（7）能够保证滑台本体一直顺畅地运动，既不会造成气源的浪费，大大节约成本，又提高了工作效率；
（8）滑台本体上的接头能够快速定位夹具，且拆装方便。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种气动滑台，其特征在于，包括滑台本体、底座、直线导轨、气缸和气缸缓冲气路，所述直线导轨设于底座的两侧，气缸设于底座上，通过活塞带动滑台本体沿直线导轨作直线式的往复运动；所述气缸缓冲气路用于控制滑台本体作加减速运动，包括第一电磁阀、第二电磁阀、三位五通电磁阀、第一节流阀、第二节流阀、第三节流阀和第四节流阀，并由三条气路组成；第一条气路为：所述气缸与第一节流阀和第二节流阀连接，第一节流阀和第二节流阀分别通过气管与三位五通电磁阀的第一通道和第二通道分别连接；第二条气路为：三位五通电磁阀的第一通道还通过管路依次与第一节流阀、气缸、第三节流阀和第一电磁阀连接；第三条气路为：三位五通电磁阀的第二通道通过管路依次与第二节流阀、气缸、第四节流阀和第二电磁阀连接。
2.根据权利要求1所述的气动滑台，其特征在于，所述第一电磁阀和第二电磁阀均为二位二通电磁阀。
3.根据权利要求1或2所述的气动滑台，其特征在于，所述滑台本体有两个，每个滑台本体包括支座和设于支座上的接头，两个滑台本体之间通过接头进行夹具的拆装；或者所述接头上设有定位销。
4.根据权利要求1或2所述的气动滑台，其特征在于，所述底座的两端安装有液压缓冲器。
5.根据权利要求1或2所述的气动滑台，其特征在于，所述直线导轨的内侧设有油嘴，油嘴通过注油管路延伸至底座的外侧。
6.一种根据权利要求1~5任一项所述气动滑台的控制方法，其特征在于，包括滑台本体从起始位置向目标位置运动和从目标位置向起始位置运动两种工作方式；
所述滑台本体从起始位置向目标位置运动的方式包括以下步骤：
A：对第一电磁阀和三位五通电磁阀的第一通道通电，使得气缸缓冲气路的第一条气路与第二条气路导通，气缸的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体作加速运动；
B：断开第一电磁阀，只有气缸缓冲气路的第一条气路导通，气缸的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体作减速运动；
C：待滑台本体滑至目标位置后断开三位五通电磁阀，气缸停止动作；
所述滑台本体从目标位置向起始位置运动的方式包括以下步骤：
A’：对第二电磁阀和三位五通电磁阀的第二通道通电，使得气缸缓冲气路的第一条气路与第三条气路导通，气缸的活塞在两路气压的作用下控制滑台本体作加速运动；
B’：断开第二电磁阀，只有气缸缓冲气路的第一条气路导通，气缸的活塞在一路气压的作用下控制滑台本体作减速运动；
C’：待滑台本体滑至起始位置后断开三位五通电磁阀，气缸停止动作。
7.根据权利要求6所述气动滑台的控制方法，其特征在于，所述滑台本体末端缓冲总能量E由以下公式获得：
E1=m×V²/2
E=E1+E2
式中，V为滑台本体的末端速度，m为滑台本体的质量，E1为滑台本体的惯性能量，E2为滑台本体的其余附加能量。
8.根据权利要求6或7所述气动滑台的控制方法，其特征在于，所述滑台本体作加速运动时的最大速度为0.3~0.5m/s,加速阶段的时间为2~4s,减速阶段的时间为2~4s。
9.一种根据权利要求5所述气动滑台的润滑方法，其特征在于，待滑台本体往复运动五次后通过注油管路经油嘴向直线导轨内滴2~5滴油。
10.一种机器人点焊系统，包括两套工作站、点焊机器人和系统控制柜，其特征在于，每套工作站上设有点焊夹具、点焊夹具设置在如权利要求1~5任一项所述的气动滑台上，点焊夹具可在气动滑台的带动下进行滑动；所述点焊机器人设于两套工作站之间，整个系统由系统控制柜进行控制操作。
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Denomination of invention: A pneumatic sliding table and its control method, lubrication method, and robot spot welding system Effective date of registration: 20230323 Granted publication date: 20171103 Pledgee: Changsha Bank city branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: Changsha Tianyi Intelligent Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023980035924 |
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