CN109175648A - 一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统和方法，该电阻点焊系统包括：焊接机器人本体、焊枪、机器人控制柜、焊枪控制柜、用于钢车身的第一换帽修磨机和用于铝车身的第二换帽修磨机，其中，所述焊枪控制柜用于存储钢车身焊接程序和铝车身焊接程序，所述钢车身焊接程序中设定的焊接参数用于钢件的焊接，所述铝车身焊接程序中设定的焊接参数用于铝件的焊接，所述焊枪控制柜用于在收到车身焊接信号后调用相应的车身焊接程序，控制焊枪与换帽修磨机配合、执行车身焊接流程。本发明采用优化配置点焊系统，可实现钢件车身及铝件车身的共线生产。

Description

一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊方法和系统

技术领域

本发明涉及一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊方法和电阻点焊系统。

背景技术

电阻点焊是将被焊工件压紧于两电极之间，并通以电流，利用电流流经工件接触面及邻近区域产生的电阻热将其加热到熔化或塑性状态，冷却后形成结核，使之形成金属接合的一种方法。

如图1所示，电阻点焊主要分为四个过程：(A)准备；(B)预压；(C)焊接；(D)保持；(E)停止。

电阻点焊作为一种重要的连接方法，在白车身为代表的薄板结构中已经成为主导焊接工艺，如图2所示，机器人电阻点焊的主要设备包括焊接机器人本体5、焊枪6、机器人控制柜3、焊抢控制柜4、以及换帽修磨机1。

机器人控制柜主要作用为，在接收到焊装线体发送的焊装信号后，控制机器人本体的运动，并发送指令给焊枪控制柜，使之调用对应的焊接程序，控制焊枪的运动，在需要修磨换帽时，发送指令给换帽修磨机，使之完成修磨换帽工作。

焊枪控制柜的主要作用是，设定焊接参数(焊接电流、焊接压力、焊接时间、电极帽形状和电极帽直径)，并按照指定的焊接参数控制焊枪完成焊接。

换帽修磨机的主要作用是完成电极帽的换型和对电极头的修磨，如图3所示，换帽修磨机主要包括修磨机构9、脱帽机构7和电极帽安装机构8，修磨机构用于修整磨损的电极头，是电极端面维持在一定范围内，从而稳定焊接质量，脱帽机构用于将电极帽从电极杆上卸下，电极帽安装机构用于将电极帽安装到电极杆上。

焊枪的主要作用是，执行焊枪控制柜的指令，完成焊接，如图4所示，11为电极帽，10为电极杆。

钢和铝合金在物理性能和冶金性能上差别较大，铝合金密度是钢的1/3，铝板的热导率和电导率分别约为钢的3倍和4倍，铝合金表面极易形成氧化膜(氧化膜熔点高达2050℃，电阻率大)。由于钢和铝合金二者在物理性能和冶金性能上差别较大，目前钢车身和铝车身分别使用一套电阻点焊系统焊接生产，不能实现共线生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，以实现钢件车身及铝件车身的共线生产。

本发明的目的在于提供一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊方法，以实现钢件车身及铝件车身的共线生产

为此，本发明一方面提供了一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，在同一个工位上焊接钢车身和铝车身，包括：焊接机器人本体、焊枪、机器人控制柜、焊枪控制柜、用于钢车身的第一换帽修磨机和用于铝车身的第二换帽修磨机，其中，所述焊枪控制柜用于存储钢车身焊接程序和铝车身焊接程序，所述钢车身焊接程序中设定的焊接参数用于钢件的焊接，所述铝车身焊接程序中设定的焊接参数用于铝件的焊接，其中，所述机器人控制柜用于接收车身焊接信号，并且识别该车身焊接信号为钢车身焊接信号还是铝车身焊接信号，并且将钢车身焊接信号发送给焊枪控制柜以及第一换帽修磨机，将铝车身焊接信号发送给焊枪控制柜和第二换帽修磨机，其中，所述焊枪控制柜用于在收到钢车身焊接信号后调用钢车身焊接程序，控制焊枪与第一换帽修磨机配合、执行钢车身焊接流程，以及在收到铝车身焊接信号后调用铝车身焊接程序，控制焊枪与第二换帽修磨机配合、执行铝车身焊接流程。

进一步地，上述第一换帽修磨机和第二换帽修磨机为高频率换帽修磨机以使修磨频率达到30点，焊枪电极力最大达到5.4KN，控制柜配置大容量变压器以使焊接电流最大达到55KA。

进一步地，上述焊接参数包括焊接电流、焊接压力和焊接时间。

进一步地，上述钢车身和铝车身同用一把焊枪。

进一步地，上述第一换帽修磨机和第二换帽修磨机均为自动修磨换帽一体机。

根据本发明的另一方面，提供了一种的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，首先令焊枪处于初始位置，电极杆上有电极帽；当机器人控制柜接收到车身切换焊接信号后，然后发送给焊枪控制柜和与切换后车身相应的换帽修磨机，焊枪控制柜调用与切换后的车身对应的车身焊接程序，控制焊枪与相应的换帽修磨机配合，先卸帽，再安装电极帽，然后开始点焊流程；当机器人控制未柜接收到车身切换焊接信号后，继续当前的车身焊接程序，进行点焊流程；以及在点焊完成后，回到初始位置。

本发明还提供了一种根据上面所描述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，包括以下步骤：首先令焊枪处于初始位置，电极杆上无电极帽；在机器人控制柜接收到车身焊接信号后，判断是钢车身焊接信号还是铝车身焊接信号，然后发送给焊枪控制柜和与该车身焊接信号相应的换帽修磨机，焊枪控制柜在收到该车身焊接信号后，调用与该车身焊接信号对应的车身焊接程序，控制焊枪与相应的换帽修磨机配合，安装电极帽，然后开始点焊流程；以及在点焊完成后，利用相应的换帽修磨机卸掉焊枪的电极帽，回到初始位置。

进一步地，在点焊过程中当电极帽需要更换或者修磨时，车身焊接程序自动控制焊枪和相应的换帽修磨机配合完成。

本发明具有以下技术效果：

1、采用优化配置点焊系统，可实现钢件车身及铝件车身的共线生产；

2、设置修磨装置，修出不同直径及电极头外形电极帽，实现钢件和铝件对电极帽形状的不同需求。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的电阻点焊的工艺流程；

图2是机器人电阻点焊系统的示意图；

图3是换帽修磨机的示意图；

图4是电阻点焊焊枪的示意图；

图5是根据本发明的机器人电阻点焊系统的示意图；

图6是根据本发明一实施例的机器人电阻点焊方法的流程图；以及

图7是根据本发明另一的机器人电阻点焊方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明的机器人电阻点焊系统，在同一个工位上，焊接钢车身和铝车身，实现共线生产。

考虑到钢板和铝合金在其物理和冶金性能上的差别，使其对焊接参数的要求差别较大，为此设定不同的焊接参数。与钢相比，铝合金点焊需要更高的焊接电流、更短的焊接时间(铝合金的焊接电流约为钢的3倍、焊接时间约为钢的1/3)以及更高的电极压力。

考虑到钢件和铝件对电极帽形状的不同需求，根据电极帽的形状和尺寸配置相应的换帽修磨机。

考虑到焊接过程中AL-Gu的电化学反应，焊接铝板时，电极帽更容易发生沾污和磨损，因此修磨的频率较钢更高。

在一实施例中，如图5所示，本发明的机器人电阻点焊系统包括：焊接机器人本体16、焊枪17、机器人控制柜14、焊抢控制柜15、以及高频率换帽修磨机12和13，修模频率约30点。焊枪电极力最大可达5.4KN，控制柜配置大容量变压器，焊接电流最大可达55KA。

焊枪控制柜中设定两套程序A和B，其中程序A中设定的焊接参数适用于钢件的焊接，设定低焊接电流、焊接压力，长焊接时间，程序B中设定的焊接参数适用于铝件的焊接，设定高焊接电流和焊接压力，更短的焊接时间。

在上述实施例中，一把焊枪同时焊接钢车身和铝车身，即“共枪”。在其他实施例中，也可以布置两把焊枪，分别焊接钢车身和铝车身。

在上述实施例中，使用换帽修磨机，该换帽修模机为自动修磨换帽一体机。在其他实施例中，也可以由自动修磨机和自动换帽机的组合来替代该换帽修模机。

如图6所示，在一实施例中，本机器人电阻点焊系统的电阻点焊方法包括以下步骤：

S110、系统未接收到工作指令时，焊枪处于初始位置，电极杆上没有电极帽。

S120、当机器人控制柜接收到钢车身焊接的信号后，将会通过总线的形式将信号发送给焊枪控制柜和换帽修磨机12，焊枪控制柜接收到钢车身焊接信号后，调用设定好的程序A，控制焊枪与换帽修磨机12配合，安装电极帽，然后开始点焊，当电极帽需要更换或者修磨时，程序自动控制焊枪和换帽修磨机12完成；当机器人控制柜接收到铝车身焊接的信号后，将通过总线的形式将信号发送给焊枪控制柜和换帽修磨机13，焊枪控制柜接收到铝车身焊接信号后，调用设定好的程序B，控制焊枪与换帽修磨机13配合，安装电极帽，然后开始点焊，当电极帽需要更换或者修磨时，程序自动控制焊枪和换帽修磨机13完成。

S130、焊接完成后，焊枪利用换帽修磨机12卸掉电极帽，回到初始位置。

在本实施例的电阻点焊方法中，焊枪处于初始位置时电极杆上没有电极帽，焊接完成后，焊枪利用换帽修磨机卸掉电极帽，回到初始位置，并且根据钢件或铝件分别配置换帽修磨机和焊接程序，使钢车身焊接和铝车身的焊接生产能够快速切换。

如图7所示，在另一实施例中，本机器人电阻点焊系统的电阻点焊方法包括以下步骤：

S210、首先令焊枪处于初始位置，电极杆上有电极帽。

S220、判断接收到的信号是否为车身切换焊接信号。

S230、当机器人控制柜接收到车身切换焊接信号后，判断切换后的车身为钢车身还是铝车身，然后发送给焊枪控制柜和与该车身相应的换帽修磨机，焊枪控制柜调用与该车身焊接信号对应的车身焊接程序，控制焊枪与相应的换帽修磨机配合，先卸帽，再安装电极帽，然后开始点焊流程。

S240、当机器人控制柜接收到的信号为正常的车身焊接信号后，继续当前的车身焊接程序，进行点焊流程。

S250、在点焊完成后，回到初始位置。

在本实施例中的电阻点焊方法中，焊枪在初始位置时其电极杆上带有电极帽，可以快速投入焊接流程，无需事先安装电极帽，适合同车型批量快速生产。

在本实施例中，车身切换焊接信号可以由选择开关、电子标签、输入装置等提供。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，其特征在于，在同一个工位上焊接钢车身和铝车身，包括：焊接机器人本体、焊枪、机器人控制柜、焊枪控制柜、用于钢车身的第一换帽修磨机和用于铝车身的第二换帽修磨机，

其中，所述焊枪控制柜用于存储钢车身焊接程序和铝车身焊接程序，所述钢车身焊接程序中设定的焊接参数用于钢件的焊接，所述铝车身焊接程序中设定的焊接参数用于铝件的焊接，

其中，所述机器人控制柜用于接收车身焊接信号，并且识别该车身焊接信号为钢车身焊接信号还是铝车身焊接信号，并且将钢车身焊接信号发送给焊枪控制柜以及第一换帽修磨机，将铝车身焊接信号发送给焊枪控制柜和第二换帽修磨机，其中，所述焊枪控制柜用于在收到钢车身焊接信号后调用钢车身焊接程序，控制焊枪与第一换帽修磨机配合、执行钢车身焊接流程，以及在收到铝车身焊接信号后调用铝车身焊接程序，控制焊枪与第二换帽修磨机配合、执行铝车身焊接流程。

2.根据权利要求1所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，其特征在于，所述第一换帽修磨机和第二换帽修磨机为高频率换帽修磨机以使修磨频率达到30点，焊枪电极力最大达到5.4KN，控制柜配置大容量变压器以使焊接电流最大达到55KA。

3.根据权利要求1所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，其特征在于，所述焊接参数包括焊接电流、焊接压力和焊接时间。

4.根据权利要求1所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，其特征在于，所述钢车身和铝车身同用一把焊枪。

5.根据权利要求1所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统，其特征在于，所述第一换帽修磨机和第二换帽修磨机均为自动修磨换帽一体机。

6.一种根据权利要求1至5中任一项所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先令焊枪处于初始位置，电极杆上有电极帽；

当机器人控制柜接收到车身切换焊接信号后，然后发送给焊枪控制柜和与切换后车身相应的换帽修磨机，焊枪控制柜调用与切换后车身对应的车身焊接程序，控制焊枪与相应的换帽修磨机配合，先卸帽，再安装电极帽，然后开始点焊流程；当机器人控制未柜接收到车身切换焊接信号后，继续当前的车身焊接程序，开始点焊流程；以及

在点焊完成后，回到初始位置。

7.根据权利要求6所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，其特征在于，在点焊过程中当电极帽需要更换或者修磨时，车身焊接程序自动控制焊枪和相应的换帽修磨机配合完成。

8.一种根据权利要求1至5中任一项所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先令焊枪处于初始位置，电极杆上无电极帽；

在机器人控制柜接收到车身焊接信号后，判断是钢车身焊接信号还是铝车身焊接信号，然后发送给焊枪控制柜和与该车身焊接信号相应的换帽修磨机，焊枪控制柜在收到该车身焊接信号后，调用与该车身焊接信号对应的车身焊接程序，控制焊枪与相应的换帽修磨机配合，安装电极帽，然后开始点焊流程；以及

在点焊完成后，利用相应的换帽修磨机卸掉焊枪的电极帽，回到初始位置。

9.根据权利要求8所述的适合于钢铝车身混线生产的电阻点焊系统的电阻点焊方法，其特征在于，在点焊过程中当电极帽需要更换或者修磨时，车身焊接程序自动控制焊枪和相应的换帽修磨机配合完成。