CN108788402B - 一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法 - Google Patents

一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，包括步骤：a、测量钨极端部与焊枪端部之间的间距D1，确定钨极端部的基准Z轴坐标Z1，开始第一位置的焊接；b、测量D2，得出△D1＝(D1‑D2)，更新Z2＝(Z1‑△D1)；c、测量D3，得出△D2＝(D2‑D3)，更新Z3＝(Z2‑△D2)；之后循环修正每次焊接前钨极端部的基准Z轴坐标。本发明的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其通过在单次焊接结束后，根据钨极端部和焊枪端部的实际距离的变化，调整下次焊接前的Z轴焊接基准，从而保证每次焊接的钨极端部与工件的相对位置一致，焊接的效果也能够得到保证，有效降低产品的次品率及材料的消耗。

Description

一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法
技术领域
本发明涉及机器人焊接领域，尤其涉及一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法。
背景技术
随着焊接技术的迅速发展，机器人焊接目前已广泛应用于产品加工领域，机器人焊接具有精度高，焊接方式灵活控制，焊接路径精确定位，焊缝质量较高等等优点。然而，现有的机器人焊接在焊接过程中，随着钨极的长期应用，钨极的端部产生烧损从而使得，钨极端部与焊枪端部的间距会发生变化，即钨极探出焊枪的长度不一，由于焊接路径已经设好，其焊接基准坐标也已经设定完成，随着焊接的持续，钨极探出焊枪长度越来越短后，其焊接效果也会越来越差，焊缝很容易不满足要求，工件一旦焊接效果不佳则很容易报废，会有严重的成本浪费。
发明内容
本发明旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其能够根据钨极端部与焊枪端部的实际间距调整机器人Z轴驱动的基准，从而保证每次焊接的效果都能够保证达到焊接要求。
本发明是通过以下的技术方案实现的：
一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，包括步骤：
a、测量钨极端部与焊枪端部之间的间距D1，机器人焊枪的轴向为Z轴，其背离工件的方向为正向，在焊接路径的机器人模拟跟踪系统中经D1确定钨极端部的基准Z轴坐标Z1，开始第一位置的焊接；
b、完成第一位置的焊接后，测量此时钨极端部与焊枪端部之间的间距D2，得出△D1＝(D1-D2)，更新钨极端部的基准Z轴坐标Z2＝(Z1-△D1)，机器人以Z2为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第二位置的焊接；
c、完成第二位置的焊接后，测量此时钨极端部与焊枪端部之间的间距D3，得出△D2＝(D2-D3)，更新钨极端部的基准Z轴坐标Z3＝(Z2-△D2)，机器人以Z3为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第三位置的焊接；之后循环修正每次焊接前钨极端部的基准Z轴坐标。
优选的，步骤a-步骤c中，测量钨极端部与焊枪端部之间的间距Dn的过程包括步骤：
o、先确定测量行程的首、尾坐标，确定行程长度L；
p、机器人驱动焊枪端部从行程开始位置沿直线朝向行程结束位置运动；
q、焊枪运动到钨极端部能够被位于行程结束位置的感应装置所检测，焊枪停止运动，此次运动的实际行程长度为Ln，Dn＝(L-Ln)。
优选的，步骤q中感应装置包括设置于机器人中的感应电路以及设置在感应电路一端的基准板，感应电路与钨极导通，钨极运动到行程结束位置时，钨极接触基准板，感应电路回路导通，机器人控制焊枪停止运动。
优选的，步骤p中的焊枪轴线垂直于基准板，机器人控制焊枪沿轴线朝向基准板运动。
优选的，步骤q中的感应电路经弱电流检测的方式控制机器人运动启停。
优选的，步骤q中的感应装置包括设置在行程结束位置的接触式传感器，接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪停止运动。
优选的，步骤q中的感应装置包括设置在行程结束位置的非接触式传感器，非接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪停止运动。
有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其通过在单次焊接结束后，根据钨极端部和焊枪端部的实际距离的变化，调整下次焊接前的Z轴焊接基准，从而保证每次焊接的钨极端部与工件的相对位置一致，焊接的效果也能够得到保证，有效降低产品的次品率及材料的消耗。
附图说明
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：
图1为第二次焊接Z轴补偿前的焊枪及钨极与第一次焊接的对比示意图；
图2为第二次焊接Z轴补偿后的焊枪及钨极与第一次焊接的对比示意图；
图3为测量钨极端部与焊枪端部之间的间距Dn的过程示意图。
具体实施方式
机器人通常包括若干轴的运动能力，通过其多轴运动能力来实现焊枪1的路径模拟跟踪，这是目前机器人焊接领域通用的技术，然焊接方式虽然能够模拟重复，但钨极2经焊接后探出焊枪1端部的长度会随烧损而越来越短，传统的机器人焊接，其Z轴基准不变，则焊接效果会越来越差。
针对上述问题，如图1-图2所示，本实施例设计了一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其包括步骤：
a、测量钨极2端部与焊枪1端部之间的间距D1，机器人焊枪1的轴向为Z轴，其背离工件的方向为正向，在焊接路径的机器人模拟跟踪系统中经D1确定钨极2端部的基准Z轴坐标Z1，开始第一位置的焊接。
机器人驱动焊枪1沿其轴向运动的方向可以定义为Z轴，朝向工件的方向则定义为Z轴负向，背离工件的方向则定义为Z轴正向，与Z轴垂直的平面则可以定义为由X、Y两轴构件的平面。
b、完成第一位置的焊接后，测量此时钨极2端部与焊枪1端部之间的间距D2，得出△D1＝(D1-D2)，更新钨极2端部的基准Z轴坐标Z2＝(Z1-△D1)，机器人以Z2为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第二位置的焊接。
由于焊接的循环需求，为提升焊接效率，一般在加工一个工件会把所有待焊接的位置一次性进行路径跟踪记忆，之后焊接位置相同的工件则可以循环高效完成焊接，步骤b能够在同一工件切换焊接位置或不同工件交替焊接的过程中，不断调整钨极2端部位于同一位置，配合机器人本身的路径跟踪系统，能够显著提升焊接效果。
c、完成第二位置的焊接后，测量此时钨极2端部与焊枪1端部之间的间距D3，得出△D2＝(D2-D3)，更新钨极2端部的基准Z轴坐标Z3＝(Z2-△D2)，机器人以Z3为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第三位置的焊接；之后循环修正每次焊接前钨极2端部的基准Z轴坐标。
其中，如图3所示，本实施例中的步骤a-步骤c中，测量钨极2端部与焊枪1端部之间的间距Dn的过程可以包括步骤：
o、先确定测量行程的首、尾坐标，确定行程长度L；固定行程长度便于后续计算；
p、机器人驱动焊枪1端部从行程开始位置沿直线朝向行程结束位置运动；
q、焊枪1运动到钨极2端部能够被位于行程结束位置的感应装置所检测，焊枪1停止运动，此次运动的实际行程长度为Ln，Dn＝(L-Ln)。其中Ln表示焊接步骤中各位置焊接前的实际行程长度，Dn表示该位置焊接前测得的钨极2端部到焊枪1端部的间距，该端部定义为Z轴的远端，即Z轴朝向负向的末端。
如图3所示，步骤q中感应装置可以包括设置于机器人中的感应电路以及设置在感应电路一端的基准板3，感应电路与钨极2导通，钨极2运动到行程结束位置时，钨极2接触基准板3，感应电路回路导通，机器人控制焊枪1停止运动。感应电路的检测依靠于钨极2导通，钨极2和基准板3在焊枪1未到达行程结束位置则相互断开，此时机器人持续驱动焊枪1，当焊枪1到达行程结束位置，则钨极2与基准板3接触，感应电路导通形成回路，感应电路控制机器人停止运动，机器人通过行程启示的坐标检测计算出焊枪1的实际运动行程。
步骤p中的焊枪1轴线优选垂直于基准板3，机器人控制焊枪1沿轴线朝向基准板3运动。焊枪1垂直朝向基准板3运动，所测出的钨极2端部到焊枪1端部的间距更精准。
步骤q中的感应电路优选经弱电流检测的方式控制机器人运动启停。通过弱电流的信号控制方式来控制强电流的机器人驱动，安全便捷。
步骤q中的感应装置可以包括设置在行程结束位置的接触式传感器，接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪1停止运动；步骤q中的感应装置也可以包括设置在行程结束位置的非接触式传感器，非接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪1停止运动。通过传感器方式控制则便于部件故障的更换。
以上实施例不局限于该实施例自身的技术方案，实施例之间可以相互结合成新的实施例。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而并非对其进行限制，凡未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，包括步骤：a、测量钨极(2)端部与焊枪(1)端部之间的间距D1，机器人焊枪(1)的轴向为Z轴，其背离工件的方向为正向，在焊接路径的机器人模拟跟踪系统中经D1确定钨极(2)端部的基准Z轴坐标Z1，开始第一位置的焊接；b、完成第一位置的焊接后，测量此时钨极(2)端部与焊枪(1)端部之间的间距D2，得出△D1＝(D1-D2)，更新钨极(2)端部的基准Z轴坐标Z2＝(Z1-△D1)，机器人以Z2为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第二位置的焊接；c、完成第二位置的焊接后，测量此时钨极(2)端部与焊枪(1)端部之间的间距D3，得出△D2＝(D2-D3)，更新钨极(2)端部的基准Z轴坐标Z3＝(Z2-△D2)，机器人以Z3为基准Z轴坐标来模拟已设定的焊接路径并开始第三位置的焊接；之后循环修正每次焊接前钨极(2)端部的基准Z轴坐标。
2.根据权利要求1所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤a-步骤c中，测量钨极(2)端部与焊枪(1)端部之间的间距Dn的过程包括步骤：o、先确定测量行程的首、尾坐标，确定行程长度L；p、机器人驱动焊枪(1)端部从行程开始位置沿直线朝向行程结束位置运动；q、焊枪(1)运动到钨极(2)端部能够被位于行程结束位置的感应装置所检测，焊枪(1)停止运动，此次运动的实际行程长度为Ln，Dn＝(L-Ln)。
3.根据权利要求2所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤q中感应装置包括设置于机器人中的感应电路以及设置在感应电路一端的基准板(3)，感应电路与钨极(2)导通，钨极(2)运动到行程结束位置时，钨极(2)接触基准板(3)，感应电路回路导通，机器人控制焊枪(1)停止运动。
4.根据权利要求3所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤p中的焊枪(1)轴线垂直于基准板(3)，机器人控制焊枪(1)沿轴线朝向基准板(3)运动。
5.根据权利要求3所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤q中的感应电路经弱电流检测的方式控制机器人运动启停。
6.根据权利要求2所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤q中的感应装置包括设置在行程结束位置的接触式传感器，接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪(1)停止运动。
7.根据权利要求2所述的一种机器人焊接的钨极烧损补偿方法，其特征在于，所述步骤q中的感应装置包括设置在行程结束位置的非接触式传感器，非接触式传感器经信号方式使机器人控制焊枪(1)停止运动。
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