一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法
阅读说明：本技术 一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法 (Device for checking welding position of spot welding robot and control method thereof ) 是由 李永强 孙冠男 赵卯 郭鑫 曹玉文 马贺明 刘继伟 梁海涛 王波 阮守新 于 2021-01-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法,属于测量技术领域,包括：试片加持装置、可调电极总成和显示总成,所述试片加持装置包括：C型外壳、上加持组和下加持组。本发明所述一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法,装置简单、成本低、能够全自动检测,能够根据点焊过程中试片最大偏移位移分析和评估,点焊电极磨损补偿(或修正)功能以及点焊钳弹性变形补偿(或修正)功能自身以及它们的组合是否正常；点焊机器人编程、示教人员能力。(The invention discloses a device for checking welding position of spot welding robot and a control method thereof, belonging to the technical field of measurement and comprising the following steps: the test block adds holds device, adjustable electrode assembly and shows the assembly, the test block adds and holds the device and include: the device comprises a C-shaped shell, an upper clamping group and a lower clamping group. The device for checking the welding position of the spot welding robot and the control method thereof have the advantages that the device is simple, the cost is low, the full-automatic detection can be realized, the analysis and the evaluation can be realized according to the maximum offset displacement of the test piece in the spot welding process, the abrasion compensation (or correction) function of a spot welding electrode, the elastic deformation compensation (or correction) function of a spot welding clamp and the combination of the functions are normal or not; and programming the spot welding robot and demonstrating the capability of personnel.)
技术领域
本发明公开了一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法，属于测量技术领域。
背景技术
电阻点焊是电阻焊的一种，是通过点焊电极对工件施加电极压力并通电，利用电阻热进行焊接的方法，广泛应用于航天、汽车、家电制造等领域。从操作上分，电阻点焊操作主要有机器人焊接和人工焊接两种，其中由机器人拿持焊钳或工件进行点焊的应用和比重程逐年上升趋势。
电阻点焊过程中，点焊电极会由于修磨、变形等原因不断磨损，点焊钳会在电极压力的作用下发生弹性变形，进而导致点焊钳静臂上的点焊电极的端面(点焊电极与工件接触的部分)位置发生变化，因而如果没有垂直于焊点表面的方向上焊接位置的修正和补偿措施，实际焊接位置很可能与点焊机器人示教时指定的焊接位置有较大的差异，进而造成点焊时焊钳与零件相互掰扯、机器人抖动、设备磨损加剧、焊接质量下降等问题。
现有的保证机器人点焊位置的技术，例如申请号为CN200810110227.6、CN201210464054.4、CN201510248921.4、CN201620258693.9和 CN201921487057.3的中国专利申请，主要集中在保证示教位置准确和补偿 (或修正)后使垂直于焊点表面的方向上焊接位置准确的方法和装置上。但由于示教质量低、机器人系统设置不当、位置补偿功能没有发挥功效等原因造成的焊接位置偏差在实际生产中还是比较常见的，而且由于缺少相关检测方法，导致往往位置偏差很大的时候才会引起重视和调整，显然这不是被希望的。所以需要一种判断、检测或检查实际垂直于焊点表面的方向上点焊位置与示教时的位置是否一致(或有多不一致)的技术用于判断机器人点焊设备功能和状态是否正常的方法。
发明内容
本发明的目的在于解决现有装置示教质量低、机器人系统设置不当、位置补偿功能没有发挥功效以及缺少相关检测方法的问题，提出一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法。
本发明所要解决的问题是由以下技术方案实现的：
一种检查点焊机器人焊接位置的装置，包括：试片加持装置、可调电极总成和显示总成，所述试片加持装置包括：C型外壳、上加持组和下加持组，所述C型外壳上设有滑槽，所述上加持组包括：弹簧、上滑轮和上加持板，所述上加持板可在滑槽内移动，所述弹簧两端分别与上加持板一侧和滑槽底部连接，所述上滑轮旋转设置在上加持板另一侧，所述下加持组包括：下滑轮和下加持板，所述下加持板设置在C型外壳内侧与上加持板相对应，所述下滑轮旋转设置在下加持板一侧能与上滑轮配合，所述可调电极总成包括两个，两个所述可调电极总成对称布置且与试片加持装置相对应，所述可调电极总成包括：固定架和电极，所述电极与固定架螺纹连接。
优选的是，所述上滑轮包括2-4个。
优选的是，所述下滑轮包括2-4个。
优选的是，所述显示总成包括：微电脑、电池和显示屏，所述微电脑、电池和显示屏电性连接。
优选的是，所述弹簧包括两个。
优选的是，所述显示总成还包括：蜂鸣器，所述蜂鸣器与微电脑电性连接。
一种检查点焊机器人焊接位置控制方法，所述控制方法包括：
步骤S10，将试片分别放置在试片加持装置和可调电极总成内；
步骤S20，调节两个电极到试片之间的距离分别为d1和d2；
步骤S30，确定示教位置；
步骤S40，通过操作机器人在示教位置进行点焊，观察显示总成或获得在点焊过程中是否触碰到两个电极。
本发明相对于现有而言具有的有益效果：
本发明所述一种检查点焊机器人焊接位置的装置及其控制方法，装置简单、成本低、能够全自动检测，能够根据点焊过程中试片最大偏移位移分析和评估，点焊电极磨损补偿(或修正)功能以及点焊钳弹性变形补偿(或修正)功能自身以及它们的组合是否正常；点焊机器人编程、示教人员能力。
附图说明
图1为本发明一种检测机器人点焊电极位置补偿功能的装置的结构示意图。
图2为本发明一种检测机器人点焊电极位置补偿功能控制方法的流程图。
其中：1、试片加持装置，2、可调电极总成，3、显示总成，4、试片， 5、示教位置，11、C型外壳，12、上加持板，13、下加持板，14、下加持板15、上滑轮，16、上加持板，21、固定架，22、电极，31、微电脑，32、电池，33、蜂鸣器，34、显示屏，35、复位按键，36-电源开关。
具体实施方式
以下根据附图1-2对本发明做进一步说明：
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明第一实施例在现有技术的基础上提供了一种检查点焊机器人焊接位置的装置，包括：试片加持装置1、可调电极总成2、中央控制器和显示总成3，接下来将逐一介绍上述提到的各组件的结构和连接关系。
试片夹持装置1固定于地面，或者，与点焊机器人底座相对固定，其包括：C型外壳11、上加持组和下加持组，C型外壳11上设有滑槽，上加持组包括：弹簧12、上滑轮15和上加持板16，上加持板16可在滑槽内移动，弹簧12包括两个，两个弹簧12两端分别与上加持板16一侧和滑槽底部连接，上滑轮15旋转安装在上加持板16另一侧，上滑轮15包括2-4 个，本实施例为4个。加持组包括：下滑轮14和下加持板13，下加持板 13安装在C型外壳11内侧与上加持板12相对应，下滑轮14旋转安装在下加持板13一侧能与上滑轮15配合，下滑轮14包括2-4个，本实施例为4个。
可调电极总成2包括两个，两个可调电极总成2对称布置且与试片加持装置1相对应，可调电极总成2包括：固定架21和电极22，电极22与固定架21螺纹连接，可调电极总成2与的试片夹持装置1保持相对固定，其作用是探测试片在点焊过程中在垂直于试片表面方向上的位移是否达到设定值，两个电极22可通过螺纹调整电极端部到试片4表面的距离d1和 d2。
显示总成3的功能是显示点焊过程中，可调电极2是否与试片4发成接触，如果发生接触，显示总成可以通过声、光等方式显示。其包括：微电脑31、电池32、蜂鸣器33和显示屏34，微电脑31、电池32和显示屏 34电性连接，蜂鸣器33与微电脑31电性连接。微电脑31包含控制单元、存储单元、IO单元和AD单元，显示总成3还包括复位按键35和电源开关36，复位按键35和电源开关36分别设置在显示屏34侧面和下面。电池32为检测机器人点焊电极位置补偿功能的装置提供电力。所述的显示屏 34可以在微电脑31的控制下显示检测结果等信息。蜂鸣器33可以在微电脑31的控制下发出声音，复位按键35用于操作者向微电脑31输入数据和指令，AD单元与两个电极22电连接，在微电脑35的控制下不断采集两个电极22的电压。
上面介绍完检查点焊机器人焊接位置装置，接下来将介绍一下其控制方法，如图2所示，控制方法包括：
步骤S10，将试片4分别放置在试片加持装置1和可调电极总成2内；
步骤S20，调节两个电极22到试片4之间的距离分别为d1和d2；
步骤S30，确定示教位置5；
步骤S40，通过操作机器人在示教位置5进行点焊，观察显示总成3 或获得在点焊过程中是否触碰到两个电极22。
显示总成3内部微电脑31中的控制逻辑为如下两方面：
1、采样和判断如下：
微电脑31被复位按键35复位后，初始化微电脑内部程序所使用的“两个电极22中上触点与试片接触”和“两个电极22中下触点与试片接触”变量内的内容为“未接触”；
微电脑31控制器内部的AD单元持续采集与AD单元连接的电极22 的电压。当采集到两个电极22上的电压发生预定的变化(意味着试片4与触点接触)，就把“两个电极22中上触点与试片接触”或/和“电极22中下触点与试片接触”中的状态改为“接触”。“两个电极22中上触点与试片接触”或/和“两个电极22中下触点与试片接触”内容一旦由“为接触”更改为“接触”，就保持到程序复位。
2、结果显示：
微电脑31被复位按键35复位后，初始化显示屏33和发声装置34的状态，不断检查“两个电极22中上触点与试片接触”和“两个电极22中下触点与试片接触”变量内的内容是否发生变化，如果有变化就根据“两个电极22中上触点与试片接触”和“两个电极22中下触点与试片接触”变量内的内容在显示屏34和蜂鸣器33中给出并保持检测结果。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
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