CN112423931A - 用于运行焊接装置的方法以及焊接机器人 - Google Patents

Abstract

用于运行用于电阻焊的焊接装置的方法，所述方法包括如下步骤：‑通过以限定的力结合行程测量使焊接装置、如焊钳的电极相向移动来实施控制测量；‑使用所述行程测量，以用于确定电极磨损；‑根据所确定的电极磨损来更换或清洁电极或其组成部分。

Description

用于运行焊接装置的方法以及焊接机器人

技术领域

本发明涉及用于运行用于电阻焊的焊接装置的方法、焊接机器人、计算机程序产品以及焊接装置的机电式驱动装置的应用。

背景技术

例如借助于焊接机器人或机器人引导的焊钳的电阻焊是通常在车身结构中使用的接合方法。在这里需要尽可能好的质量以及最短的生产节拍。然而在此，焊接电极承受连续的磨损，所述磨损影响接合位置的质量。为了能够对此进行响应，例如DE102016211684A1公开一种用于利用焊钳对由铝或铝合金制成的工件进行电阻焊的方法，其中，由在焊接时电极的力变化曲线来确定用于表征电极的合金化的评价量。DE102016209640A1公开一种用于校准用于电阻焊的焊钳的方法，其中，在实施常规的焊接过程期间确定至少一个表征焊接过程的参量、例如电极力的至少一个测量值，以便然后根据该测量值决定，是否需要在必要情况下对焊钳进行校准。然而，所述措施相对不准确并且例如不能够实现对焊接装置的电极盖进行针对性的并且符合需求的清洁、尤其是铣削。

发明内容

因此，本发明的任务是，给出用于运行焊接装置的方法、焊接机器人、计算机程序产品以及焊接装置的机电式驱动装置的应用，其尤其是能够实现对电极盖的针对质量的、符合需求的并且节约资源的铣削。

该任务通过按照权利要求1的方法、通过按照权利要求10的焊接机器人、通过按照权利要求11的计算机程序产品以及通过按照权利要求12的应用解决。其他的优点和特征由从属权利要求以及说明书得出。

按照本发明，用于运行用于电阻焊、尤其是用于电阻点焊的焊接装置的方法包括如下步骤：

-通过以限定的力结合行程测量使焊接装置、如焊钳的电极相向移动来实施控制测量；

-使用所述行程测量用于确定电极磨损；

-根据所确定的电极磨损来更换或清洁电极或其组成部分。

精确的力测量能够在此有利地实现精确的行程测量。经由“行程”可以确定电极、尤其是电极盖彼此的位置或间距。该间距可以因污染、污物和/或合金化而改变。对此能够识别，在必要情况下需要对电极或其组成部分进行清洁或更换，其中，通过检测或评估行程尤其是也已知，是否必须例如或多或少地在电极盖铣削的范围中去除材料。

按照一种优选的实施方式，焊接装置包括机电式驱动装置，其中，所述方法包括如下步骤：

-使用驱动装置用于行程测量和力测量，尤其是用于控制测量。

亦即有利地不使用附加的传感器或类似物，其必须首先耗费地施加等。取而代之，焊钳本身的驱动装置用于实施控制测量。有利地，尤其是包括焊钳或所述焊钳的焊接装置具有伺服电机，所述伺服电机具有优选内部的、在必要情况下压电的力接收器。为了焊钳的行程测量和定位，有利地使用合适的旋转变压器。所述旋转变压器是电磁的测量变换器，以用于将转子的角度位置转换成电气参量。有利地使用多极的旋转变压器、尤其是例如八极的旋转变压器。

焊钳通常包括两个电极。每个电极在此包括电极轴以及电极盖，所述电极盖例如在端侧上设置在、例如插在电极轴、或电极支架亦或电极臂上。

按照一种实施方式，所述方法包括如下步骤：

-通过将测量的用于行程的值(来自控制测量)和对应的基值和/或参考值进行比较来确定电极磨损。

所述方法因此有利地不仅能够实现例如识别电极轴的磨损而且能够实现检测和识别电极盖的磨损。适宜地为此应用多个对比值、例如前述的基值和前述的参考值。

按照一种实施方式，所述方法包括如下步骤：

-在电极盖更换之后实施控制测量，以用于确定用于轴磨损的基值。

随着时间，不仅电极盖、而且还有在其上设置有电极盖的轴都磨损。其例如变得较短。通过在电极盖更换之后的控制测量或通过对相继的基值进行比较，能够有利地检测例如电极轴以何程度缩短。

按照一种实施方式，所述方法包括如下步骤：

-在清洁电极盖之后实施控制测量，以用于确定用于电极盖磨损的参考值。

电极盖的清洁尤其是包括去除、尤其是电极盖的机械去除，以便对所述电极盖清洁并且尤其是消除合金化或污物。有利地这不是任意地、而是符合需求并且节约资源地进行，因为通过控制测量能够监控例如机械地去除多少。

适宜地，以确定的、可预定的并且在必要情况下可改变的时间间隔来实施控制测量。在焊接过程之后，焊钳按照一种实施方式移动到限定的位置中并且开始控制测量。在这里确定的行程与最后的参考值比较，其中，在这里进行对当前的磨损的推断。如果磨损处于可确定的并且优选也可适配的公差窗口内，则可以进一步焊接，否则进行清洁、尤其是铣削。

适宜地，所述方法包括如下步骤：

-在一个或多个所述控制测量中以+/-30N、优选+/-20N的精度或如果可能的话以还更小的公差来调节力。

用于焊钳的行程测量和定位的前述的旋转变压器能够在安装的状态中实现50μm的精度。与高精度的力测量一起，这些范围条件不仅能够实现极度清洁的并且过程安全的焊接过程，而且也能够实现控制测量的直接的和立即的实施，而不使用其他或外部的测量技术。

如已经提到的，控制测量优选始终在(焊钳的)同一位置上或同一位置中实施，以便尽可能不影响测量。按照一种实施方式，在控制测量中进行电极的多次的起动或相向移动。在这里检测的值有利地求平均和/或彼此用于可信度检查。

优选所述方法进一步包括如下步骤：

-通过铣削清洁电极盖。

按照一种实施方式，所述方法包括如下步骤：

-提供盖铣刀并且以限定的铣削力开始电极盖铣削；

-监控铣削去除，以用于适配铣削力、铣削时间和/或铣削间隔。

监控在此有利地经由在铣削过程之后的控制测量进行。由该控制测量可以得出，是否例如实际上一定的铣削去除量被取出，所述铣削去除量例如可以处于500μm的范围中。如果不是这种情况，则可以例如向上或向下纠正铣削力。在这里也要提到，铣削过程可以引导成，使得焊钳以其电极盖向铣削工具移动和/或合适的铣削工具向电极盖移动。

按照一种实施方式，所述方法包括如下步骤：

-比较控制测量的在清洁之前和清洁之后的行程测量，以用于适配铣削力、铣削时间和/或铣削间隔。

有利地，当铣削去除量处于确定的公差带外时，可以对于接着的铣削周期进行参数的动态适配。所述参数在此尤其是包括铣削力、铣削时间和/或铣削间隔、亦即两个铣削周期之间的时间上的间距。在超过公差极限时，也可以输出警告，即例如必须更换电极盖铣刀的铣削工具，因为铣削工具例如已磨损。

本发明也涉及一种焊接机器人，所述焊接机器人包括控制装置，所述控制装置设计用于实施按照本发明的方法。本发明还包括计算机程序产品，所述计算机程序产品包含具有软件代码段的软件，当在计算机上实施所述计算机程序产品时，所述软件代码段使得计算机实施按照本发明的方法。

本发明还包括焊接装置、尤其是焊钳的机电式驱动装置的应用，以用于监控电极磨损。适宜地，所述机电式驱动装置包括伺服电机以及合适地构成的旋转变压器，所述伺服电机具有内部的并且在必要情况下压电的力接收器，所述旋转变压器用于焊钳的行程测量和定位。有利地使用多极的旋转变压器、尤其是例如八极的旋转变压器。同样可使用的备选的角度位置传感器或角度传感器例如是电位计传感器、增量传感器和/或绝对值传感器。但前述的八极的旋转变压器尤其是基于高的可取得的精度是优选的。

结合所述方法提到的优点和特征类似地并且对应地适用于所述焊接机器人、所述计算机程序产品以及适用于所述应用，或反之亦然并且彼此适用。

所提出的方法能够实现对电极的针对质量的、符合需求的并且节约资源的更换和/或清洁，尤其是对电极盖的节约资源的铣削。这有利地基于焊钳的机械的引导参量、即力和行程进行，有利地在线地或按照对应的可预调节的(铣削)间隔进行。铣削周期的可重复性以及每个铣削周期的电极使用寿命能够提高。另外，电极盖可以更经常地铣削，因为去除不是任意进行的，而是尤其是也经由上面提到的参数的动态适配来针对性并且符合需求地进行。

Claims (12)

1.用于运行用于电阻焊的焊接装置的方法，所述方法包括如下步骤：

-通过以限定的力结合行程测量使焊接装置、如焊钳的电极相向移动来实施控制测量；

-使用所述行程测量用于确定电极磨损；

-根据所确定的电极磨损来更换或清洁电极或电极的组成部分。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，所述焊接装置包括机电式驱动装置，所述方法包括如下步骤：

-使用驱动装置用于行程测量和力测量。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，电极包括电极盖以及电极轴。

4.按照上述权利要求之一所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-通过将测量的用于行程的值和对应的基值和/或参考值进行比较来确定电极磨损。

5.按照权利要求4所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-在电极盖更换之后实施控制测量，以用于确定用于轴磨损的基值。

6.按照权利要求4至5之一所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-在清洁电极盖之后实施控制测量，以用于确定用于电极盖磨损的参考值。

7.按照上述权利要求之一所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-在控制测量时以+/-30N的精度来调节力。

8.按照权利要求7所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-提供盖铣刀并且以限定的铣削力开始电极盖铣削；

-监控铣削去除，以用于适配铣削力、铣削时间和/或铣削间隔。

9.按照权利要求8所述的方法，所述方法包括如下步骤：

-比较控制测量的在清洁之前和在清洁之后的行程测量，以用于适配铣削力、铣削时间和/或铣削间隔。

10.焊接机器人，所述焊接机器人包括控制装置，所述控制装置设计用于实施按照上述权利要求之一所述的方法。

11.计算机程序产品，所述计算机程序产品包含软件，所述软件具有软件代码段，当在计算机上实施所述计算机程序产品时，所述软件代码段使得计算机实施按照权利要求1至9之一所述的方法。

12.焊接装置、尤其是焊钳的机电式驱动装置的用于监控电极磨损的应用。