CN113732496B - 一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，具体地指一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统及加工方法。包括，中断控制模块，用于在焊接出现异常时向机器人发出中断的指令；焊丝修剪模块，用于在焊接中断后对机器人的焊丝进行修剪；补偿距离获取模块，用于获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离；复位模块，用于根据补偿距离获取模块获得的补偿距离控制机器人复位至再焊接起始位置；焊接控制模块，用于控制机器人沿再焊接起始位置开始焊接。本发明的再加工系统能满足激光钎焊异常停止后的再加工，缩短因异常情况停止钎焊的白车身再加工时间，并保证焊缝质量。

Description

一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统及加工方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地指一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统及加工方法。

背景技术

激光填丝钎焊是激光光斑照射到焊丝及工件表面，焊丝在激光的照射下迅速升温熔化，填充到所需焊接的工件之间的一种连接方法。激光填丝钎焊能大幅度提高汽车的刚度、强度和密封性，降低车辆行驶过程中的噪音和震动，改善乘坐舒适性，在车身制造领域具有广泛的应用。

激光填丝钎焊由于其工艺特殊性，对工件及其装配精度具有较高要求，由于零件尺寸波动、装配误差、轨迹补偿系统异常以及送丝不稳定等因素的影响，机器人会在焊接中途异常停止。激光填丝钎焊异常停止后，通常需要将零部件拆开重新进行焊接或者通过示教的方式进行加工，容易造成车身品质问题，示教过程会产生激光头与车身碰撞的隐藏风险。

发明内容

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统及加工方法。

本发明的技术方案为：一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，包括，

中断控制模块，用于在焊接出现异常时向激光焊接设备发出中断的指令；

焊丝修剪模块，用于在焊接中断后对机器人的焊丝进行修剪；

补偿距离获取模块，用于获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离；

复位模块，用于根据补偿距离获取模块获得的补偿距离控制机器人移动至再焊接起始位置；

焊接控制模块，用于控制机器人沿再焊接起始位置开始焊接。

进一步的所述中断控制模块用于在焊接出现异常时向焊接设备中的送丝系统发送停止出丝的指令、向焊接设备中的激光系统发送停止出光的指令、向机器人发送停止移动的指令。

进一步的所述焊丝修剪模块用于在焊接中断后剪断机器人送丝系统的导丝嘴末端与车身焊缝之间的粘连焊丝。

进一步的所述补偿距离获取模块包括，

测量模块，用于测量机器人送丝系统的导丝嘴末端与初次焊接停止位置之间的实际距离；

经验模块，用于根据经验值和实际距离获取补偿距离。

进一步的所述复位模块包括，

防干涉模块，用于控制机器人在开始移动时沿高度方向偏移以避免与车身发生干涉；

移动模块，用于控制机器人按照补偿距离从机器人实际停止位置沿焊缝移动至再焊接起始位置。

一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工方法，当焊接出现异常时，中断机器人的焊接，对机器人送丝系统的焊丝进行修剪，获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离，控制机器人移动至再焊接起始位置，沿再焊接起始位置进行焊接。

进一步的所述中断机器人的焊接的方法包括：在焊接出现异常时，控制机器人的送丝系统停止出丝，控制机器人的激光系统停止出光，控制机器人停止移动。

进一步的所述对机器人送丝系统的焊丝进行修剪的方法包括：在焊接中断后剪断机器人送丝系统的导丝嘴末端与车身焊缝之间的粘连焊丝。

进一步的所述获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离的方法包括：测量机器人送丝系统的导丝嘴末端与初次焊接停止位置之间的实际距离，在实际距离上叠加经验值获得补偿距离。

进一步的所述控制机器人移动至再焊接起始位置的方法包括：在开始移动时沿高度方向偏移，然后驱动机器人沿焊缝移动至再焊接起始位置。

本发明的再加工系统能满足激光钎焊异常停止后的再加工，缩短因异常情况停止钎焊的白车身再加工时间，并保证焊缝质量；通过编写控制指令控制机器人的焊接，能够在出现异常的情况下控制机器人进行补焊，极大程度提高了焊缝的质量，节省了补焊的时间，具有极大的推广价值。

本发明的再加工方法极为简单，通过控制机器人复位至再焊接起始位置对缺焊的部分进行再加工，极大程度提高了焊缝的质量，节省了补焊的时间，无需拆卸零部件就能够完成车身顶盖的焊接施工，具有极大的推广价值。

附图说明

图1：本发明的焊缝再加工示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本实施例涉及到一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，具体的本实施例的再加工系统包含以下模块，中断控制模块、焊丝修剪模块、补偿距离获取模块、复位模块和焊接控制模块，其中中断控制模块用于在焊接出现异常时向机器人发出中断的指令，焊丝修剪模块用于在焊接中断后对机器人的焊丝进行修剪，补偿距离获取模块用于获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离，复位模块用于根据补偿距离获取模块获得的补偿距离控制机器人移动至再焊接起始位置，焊接控制模块用于控制机器人沿再焊接起始位置开始焊接。

本实施例的机器人作为Device NET通讯的主站与激光发生器、送丝系统以及轨迹补偿系统进行信号交互，常见轨迹补偿系统包括两种：一种是视觉补偿系统，即通过跟踪相机对未加工区域焊缝进行实时扫描获取断面轮廓数据，与当前焊接轨迹位置坐标进行比较获取坐标差值，将坐标差值换算成伺服命令值发送给相应伺服控制器或机器人，从而实现轨迹调整；另一种则是通过焊丝作为焊缝的实时传感器，通过触感焊丝连续压进接合位的方式定位并引导带有偏转模块和伸缩模块的激光头沿着焊缝动作。无论采用哪种补偿系统，均可编写中断—再加工程序实现对激光钎焊异常停止后的再加工。

中断—再加工程序是机器人对下端设备(激光发生器、送丝系统、追踪系统等)或自身出现异常后的再加工流程的具体实施步骤，针对不同厂商的机器人可通过相应的选项功能或特殊指令来编写，亦可与机器人厂商合作共同开发。

中断—再加工程序流程如下：

首先，需定义焊接过程为中断程序监控区间，编写的中断程序包括：停止出光，停止出丝，结束轨迹跟踪补偿，停止移动，即机器人焊接异常停止后，执行中断程序；

其次，进入激光房内检查车身焊缝与导丝嘴末端焊丝粘连情况并剪断粘连焊丝，如图1所示，测量出初次焊接停止位置(初次焊接的焊缝末端)与机器人导丝嘴末端位置(机器人实际停止位置)的距离，方便后续再加工起始位置计算；

然后重新启动，机器人将剩余焊接轨迹沿高度方向进行偏移以避开干涉，继续走完剩余移动命令，回到再加工起始位置；

执行再加工程序，机器人由再加工起始位置再次启动，剪切焊丝并回抽，沿着已焊接焊缝运行，主控PLC将再加工时的机器人实时当前位置与计算得到的再加工起始位置进行比较，直到机器人到达再加工起始位置时，主控PLC发出再加工许可信号，机器人后台程序调用出光、出丝指令，开始焊接，完成剩余焊缝。

第三：主控PLC与机器人之间进行高速以太网通讯，机器人将当前位置进行实时采集并转化为直角坐标发送给主控PLC，焊接停止时，PLC通过故障报警回路的上升沿信号自动记录故障发生位置的坐标值。考虑到故障出现后机器人惯性移动和信号延迟产生的位移偏差，以及焊接品质对再加工时两道焊缝重叠的长度要求，需要在HMI界面进行相应数据设定，而针对不同激光焊工艺特点的不同，可根据重复性实验的经验值与理论值相结合来设定相应偏差参数，从而获得再加工起始位置。

具体的再加工方法如下：

1、在机器人加工过程中，如果出现异常情况，可以直接打开激光房安全门，使激光发生器安全回路断开，机器人停止焊接；

2、激光发生器发出程序取消信号，机器人接收到该信号后，执行中断程序，中断焊接过程，机器人停止移动，停止出丝，停止出光；机器人执行完中断程序等待时，进入激光房内将车身与焊接设备中的导丝系统上的导丝嘴间粘连的焊丝剪断，测量出初次焊接停止位置与机器人导丝嘴末端位置(机器人实际停止位置)的距离，叠加经验值后获得补偿距离，将补偿距离输入至人机交互界面；

3、确认所有设备状态无异常后，让机器人继续执行程序，机器人向上偏移避免与车身发生干涉，机器人沿焊缝移动至再加工起始位置，开始出丝、出光以及轨迹补偿，沿焊缝移动焊接，直至完成剩余焊缝焊接。

本实施例可以通过打开激光房安全门来模拟实际生产过程中由于设备异常或安全回路断开导致激光钎焊异常停止的情况；本实施例中由于机器人偏移及信号延迟产生的距离偏差经过经验值计算补偿，再加工的白车身前后两次激光钎焊的搭接处存在的微小凹坑或焊缝堆积等品质缺陷，可以通过后续补焊和打磨等工序进行修补。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (8)

1.一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，其特征在于：包括，

中断控制模块，用于在焊接出现异常时向焊接设备发出中断的指令；

焊丝修剪模块，用于在焊接中断后对机器人的焊丝进行修剪；

补偿距离获取模块，用于获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离；

复位模块，用于根据补偿距离获取模块获得的补偿距离控制机器人移动至再焊接起始位置；

焊接控制模块，用于控制机器人沿再焊接起始位置开始焊接；

所述补偿距离获取模块包括，

测量模块，用于测量机器人送丝系统的导丝嘴末端与初次焊接停止位置之间的实际距离；

经验模块，用于根据经验值和实际距离获取补偿距离。

2.如权利要求1所述的一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，其特征在于：所述中断控制模块用于在焊接出现异常时向焊接设备中的送丝系统发送停止出丝的指令、向焊接设备中的激光系统发送停止出光的指令、向机器人发送停止移动的指令。

3.如权利要求1所述的一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，其特征在于：所述焊丝修剪模块用于在焊接中断后剪断机器人送丝系统的导丝嘴末端与车身焊缝之间的粘连焊丝。

4.如权利要求1所述的一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统，其特征在于：所述复位模块包括，

防干涉模块，用于控制机器人在开始移动时沿高度方向偏移以避免与车身发生干涉；

移动模块，用于控制机器人按照补偿距离从机器人实际停止位置沿焊缝移动至再焊接起始位置。

5.一种如权利要求1～4任一所述的一种白车身顶盖激光填丝钎焊再加工系统的加工方法，其特征在于：当焊接出现异常时，中断机器人的焊接，对机器人送丝系统的焊丝进行修剪，获取机器人实际停止位置与再焊接起始位置之间的距离，控制机器人移动至再焊接起始位置，沿再焊接起始位置进行焊接；

测量机器人送丝系统的导丝嘴末端与初次焊接停止位置之间的实际距离，在实际距离上叠加经验值获得补偿距离。

6.如权利要求5所述的一种加工方法，其特征在于：所述中断机器人的焊接的方法包括：在焊接出现异常时，控制机器人的送丝系统停止出丝，控制机器人的激光系统停止出光，控制机器人停止移动。

7.如权利要求5所述的一种加工方法，其特征在于：所述对机器人送丝系统的焊丝进行修剪的方法包括：在焊接中断后剪断机器人送丝系统的导丝嘴末端与车身焊缝之间的粘连焊丝。

8.如权利要求5所述的一种加工方法，其特征在于：所述控制机器人移动至再焊接起始位置的方法包括：在开始移动时沿高度方向偏移，然后驱动机器人沿焊缝移动至再焊接起始位置。

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