CN111906428A - 一种变速变电极力的电极修磨方法 - Google Patents

Abstract

一种焊接技术领域的方法，具体是一种采用变速、变电极力进行电极修磨的方法。主要实施过程：机器人控制器将修磨电极移动到修磨刀具指定位置；修磨控制器控制修磨刀具以较高速度运转，电极以较高压紧力压紧刀具，开始初期电极修磨；初期修磨既定时间后，机器人控制器发出较低压力指令，修磨控制器控制刀具以较低速度运行，进行后期电极修磨；后期电极修磨运行既定时间后，机器人控制器先后发出电极打开指令与刀具停止运行指令，修磨结束。该修磨方法能够提高电极修磨质量与修磨效率。

Description

一种变速变电极力的电极修磨方法

技术领域

本发明涉及的是一种焊接技术领域的方法，具体是一种采用变速、变电极力进行电极修磨的方法。

背景技术

电阻点焊是一种重要的薄板连接技术，是车身制造的主要焊接装配方法。但是焊接过程中由于电极磨损严重，导致焊点质量稳定性差，此时需要利用电极修磨器修磨电极头，使电极的端面面积与表面状态恢复到新电极状态。目前采用的主要是基于气动焊枪的电极修磨方法，由于修磨时间较短，气动焊枪控制响应的瞬时性较差，采用该修磨方法的刀具转速与电极压力在修磨过程中均不可调，这种修磨方法存在适应性差、修磨质量与修磨效率较低等缺点。而为了提高修磨效率，采用较大的电极力与较大刀具转速，导致修磨后电极表面质量较差、电极切削量过大，影响电极使用寿命。在这种背景下，一种高效率、高质量的修磨方法就显得非常重要。

经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：2018110122293.X,名称为：一种焊接电极帽的修磨方法，该方法中有关修磨参数的设定是按照如下方式实施的：随着刀片修磨次数的增加，阶段性的增加修磨压力与修磨时间，以减小刀具磨损对电极修磨质量的影响。该方法在每次电极修磨过程中的电极压力与刀具转速均不可调，影响电极修磨效率与修磨质量。

伺服焊枪是刚刚应用于汽车焊装生产线的一种新型焊枪，采用伺服电机作为驱动能源，由于伺服装置准确的电极力控制性能与瞬时响应特性，通过笔者研究发现，伺服焊枪控制系统可在很短的时间内实现对焊枪的变电极力控制，而变电极力对修磨效率与修磨质量具有重要的影响。对于修磨器的刀具转速控制可以通过与机器人点焊控制系统的有效集成来实现。为此，利用伺服焊枪的变电极力特性与通过机器人控制系统改变修磨器刀具转速特性，发明了在修磨过程中改变电极压力和修磨速度的修磨方法，以达到提高电极修磨效率与修磨质量目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于伺服焊枪的最优化电极修磨方法。利用伺服焊枪调节电极压力，机器人集成控制系统在线调整修磨器刀具转速特性，研究修磨过程中变电极力以及变速度对修磨质量与修磨效率的影响，进而发明如下修磨方法：修磨过程前期以高压力、高速度修磨以增加修磨效率，修磨后期以低速度、低压力修磨以提高电极修磨质量、延长电极使用寿命。由于本发明的修磨压力和刀具速度均可调，系统柔性高，因此完全可以针对不同的电极材料和不同的工况要求做出相应的调整，实现最优化修磨。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明具体实现步骤如下：

为了便于说明该方法的实现过程，p表示电极压紧力，p₁、p₂分别为修磨前期与后期的电极压力，且p₁＞p₂；t表示修磨时间，t₁,t₂分别为修磨过程中改变电极力与刀具转速的时刻；v表示修磨器刀具转速，v₁,v₂分别为修磨前期与后期的刀具转速，且v₁＞v₂。

(1)机器人控制器控制机器人将伺服焊枪移动到修磨器刀具位置。

(2)机器人控制器向修磨控制器发送指令，启动可调速修磨器以较高速度v₁运转。

(3)伺服焊枪运动到修磨位置后，机器人控制器向伺服电机发出较高压力p₁的压紧信号，电极帽压紧修磨刀具，开始高压力、高转速刀具修磨。

(4)高速高压力修磨既定时间后，机器人控制器在时间t₁时，向伺服电机发出较低压力p₂的压紧信号。

(5)机器人控制器在时间t₂时，向修磨控制器发送指令使刀具以较低速度v₂的速度运转。

(6)低速低压力运行既定时间后，电极打开，修磨器停止运转，本次修磨结束。

所述的机器人控制器控制机器人将伺服焊枪移动到指定位置，是指：伺服焊枪是由一个机器人控制器控制的，焊枪是固定在一个机器手臂上，通过机器人控制器将焊枪移动到指定的位置上。伺服焊枪的下电极固定在下电极臂上，上电极作为机器人的一个运动控制轴，能上下移动，通过机器人控制器控制电极的打开和压紧。

所述的机器人控制器向修磨控制器发送指令，启动可调速修磨器以较高速度v₁运转，是指：与机器人控制器相连的修磨控制器在接到机器人控制器的指令后，启动调速电机，通过一系列的减速和传动装置，带动修磨刀具以指定转速运转。

所述的伺服焊枪运动到修磨位置后，机器人控制器向伺服电机发出较高压力p₁的压紧信号，是指：机器人控制器在将焊枪移动到指定位置后，向控制焊枪打开关闭的伺服电机发送一个p₁的对应信号，则上下电极就会以p₁的压力压紧运转的修磨器刀具开始修磨。

所述的机器人控制器在时间t₁时，向伺服电机发出较低压力p₂的压紧信号，是指：机器人控制器向控制焊枪打开关闭的伺服电机发送一个p₂的对应信号，则电极力就调整到p₂，其间修磨刀具是运转的，而且电极帽跟刀具始终保持接触，完成修磨过程中的压力改变。

所述的机器人控制器在时间t₂时，向修磨控制器发送指令使刀具以较低速度v₂的速度运转，是指：机器人控制器通过向修磨控制器发送指令完成在修磨过程中的速度改变。

本发明具有以下技术特点：在高速、高电极压力状态下切削效率高，但电极表面质量较差；在低速、低电极压力状况下，切削效率低，但电极表面质量较高，因此发明了修磨前期采用高速、高压力修磨以提高修磨效率，修磨后期采用低速、低压力修磨以提高修磨质量，延长电极寿命的新式修磨方法。

附图说明

图1是修磨过程中电极力与刀具转速变化示意图

图2是伺服焊枪与机器人集成控制的修磨器结构示意图

具体实施方式

结合本发明的技术方案提供以下实施例：

本实例中采用的电极帽材料是铬镐铜电极。

(1)本实施例采用伺服焊枪与机器人集成控制的点焊系统，如图2所示，机器人控制器1通过信号光缆2将运动控制指令传给机器人3，机器人3执行运动指令将固定于机器人臂上的伺服焊枪13运动到指定修磨位置。

(2)机器人控制器1通过信号光缆14将350转/min指令转速传给修磨器控制器15，修磨控制器15通过信号光缆16把转速信号传给调速电机17，调速电机通过减速机构18将动力传输给刀具19，修磨器开始运转，系统记录该时间为本次修磨开始计时时间0点。

(3)1s时，修磨器刀具转速达到既定转速，机器人控制器1通过信号光缆2向机器人3发出1500N压紧力信号，机器人3通过信号光缆4将信号传给伺服电机5，通过减速机构6和传动机构7将动力传到电极臂8上，进而使上、下电极杆9、12带动安装在它们上面的上、下电极帽10、11以1500N的压紧力压紧刀具19，开始修磨。

(4)1.5s时，机器人控制器1通过信号光缆2向机器人3发出1100N压紧力信号，则修磨压力降至1100N。

(5)1.6s时，机器人控制器1通过信号光缆14向修磨控制器发送200转/min的转速命令，使修磨器转速降为200转/min。

(6)2.1s时，机器人控制器通过光缆2向机器人3发出指令，在机器人3的控制下，上、下电极杆9、12打开，电极帽10、11与修磨刀具19脱离。

(7)2.2s时，机器人控制器通过光缆14向修磨控制器15发出停止修磨指令，修磨控制器15向修磨电机17发出停转指令，刀具停止运转，修磨结束。

Claims (3)

1.一种基于伺服焊枪点焊控制系统的可变电极力、可变速的电极修磨方法，其特征在于，在修磨过程中能够实现对电极压力与刀具速度进行控制，实现变压力、变速度修磨，具体实现步骤如下：

(1)机器人控制器控制机器人将伺服焊枪移动到修磨器刀具位置。

(2)机器人控制器向修磨控制器发送指令，启动可调速修磨器以高速运转。

(3)机器人控制器向焊枪伺服电机发出高压力压紧信号，电极帽压紧刀具开始修磨。

(4)高速、高压力修磨持续既定时间后，机器人控制器向伺服电机发出低压力压紧信号，电极力减少。

(5)机器人控制器向修磨控制器发送低速指令，修磨器刀具转速降低，开始低速、低压力修磨。

(6)低速、低压力修磨持续既定时间后，机器人控制器发送电极打开指令，电极打开，发送刀具停止运转指令，刀具停止运转。

2.根据权利1所述的变压力电极帽修磨方法，其特征是，所述的伺服焊枪运动到刀具既定位置之后，机器人控制器向焊枪伺服电机发出高压力信号，进行前期电极帽高压力修磨；高压力修磨持续既定时间后，机器人控制器向焊枪伺服电机发出低压力压紧信号，电极力减少，进行后期低压力电极修磨。在修磨进行过程中进行电极压力改变,实现可变压力修磨。

3.根据权利1所述的可调速伺服焊枪电极修磨方法，其特征是，所述的机器人控制器向修磨控制器发送指令，启动可调速修磨器以高速运转，高速高压力修磨持续段时间后，机器人控制器向修磨控制器发送低速指令，修磨器刀具转速降低，开始低速修磨。就是说在修磨过程中实现了修磨速度可调。

Images